【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电子材料，特别涉及一种具有高导电、高电磁吸收的复合材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、电磁波是一种常见的信息传输方式。随着电子信息科学和技术的快速发展，电磁波在日常生活中的应用不断扩大。然而，严重的电磁波干扰和辐射可能会危害人类的身体健康，损害电子元器件的使用寿命，甚至涉及信息安全。为了保障人类健康和电子元器件不受电磁波损害，开发高性能的电磁波吸收材料至关重要。
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的上述技术问题之一。为此，本专利技术的目的之一在于提供一种复合材料，该复合材料具有高导电、高电磁吸收性能；本专利技术的目的之二在于提供这种复合材料的制备方法；本专利技术的目的之三在于提供这种复合材料的应用。
2、本专利技术的专利技术构思是：mxene是一类二维过渡金属碳化物或氮化物的材料家族，它们在导电和电磁屏蔽方面显示出很高的潜力。例如在超级电容器(超级电池)和锂离子电池中。mxene电极能够提供高电导率，有助于提高电池和超级电容器的性能。同时，mxene的导电性能使其成为制造灵敏传感器的理想材料，可用于检测气体、湿度、温度等物理和化学参数。此外，mxene在电磁频率范围内表现出卓越的电磁屏蔽性能，这使其成为电子设备、通信设备和军事应用等领域中理想的电磁屏蔽材料。mxene能够有效吸收和散射电磁波，减少电磁辐射的影响。mxene在这些应用中的优势包括其高导电性、化学稳定性、良好的机械性能以及二维结构的特性，使其在电子和电磁材料领域备受关注
3、为了实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案是：
4、本专利技术的第一方面提供一种复合材料，包括错位叠层结构的mxene材料和磁性颗粒；所述磁性颗粒具有纳米级或微米级粒径。
5、在本专利技术所述复合材料的一些实施方式中，所述磁性微纳米颗粒位于所述mxene材料的层间或/和表面。
6、在本专利技术所述复合材料的一些实施方式中，所述磁性颗粒与所述mxene材料的质量比为(0.1～50)：100。
7、在本专利技术所述复合材料的一些具体实施方式中，所述磁性颗粒与所述mxene材料的质量比为(0.5～10)：100。
8、在本专利技术所述复合材料的一些实施例中，所述磁性颗粒与所述mxene材料的质量比为(0.8～5)：100。
9、在本专利技术所述复合材料的一些实施方式中，所述mxene材料的通式为mn+1xn或mn+1xntx，其中，m为过渡金属元素，x为碳或氮元素，t为表面官能团，n＝1、2或3，x为表面官能团数。
10、在本专利技术的一些具体实施方式中，所述mxene材料的通式中，m包括ti、sc、v、nb、zr、hf、ta、cr、mo、mn中的至少一种；x为c；n＝1、2或3；tx为-o、-oh或-f。
11、在本专利技术的一些实施例中，所述mxene材料包括ti2ctx、ti3c2tx、mo2tic2tx、mo2ti2c3tx、ti4c3tx、mo3c2tx、mo4c3tx中的至少一种。
12、在本专利技术所述复合材料的一些实施方式中，所述磁性颗粒包括磁性金属、磁性金属合金、磁性金属氧化物中的至少一种颗粒。
13、在本专利技术的一些具体实施方式中，所述磁性颗粒包括铁磁性颗粒。
14、在本专利技术的一些实施例中，所述磁性颗粒包括铁金属、四氧化三铁、磁性铁合金、磁性铁氧体中的至少一种颗粒。
15、在本专利技术的一些具体实施例中，所述磁性颗粒选自钴铁氧体、锰铁氧体、锌铁氧体、铜铁氧体、镍铁氧体中的至少一种颗粒。
16、在本专利技术所述复合材料的一些实施方式中，所述磁性颗粒的粒径为5nm～1μm。
17、在本专利技术的一些具体实施方式中，所述磁性颗粒的粒径为30nm～300nm。
18、在本专利技术的一些实施例中，所述磁性颗粒的粒径为30nm～100nm。
19、在本专利技术所述复合材料的一些实施方式中，所述复合材料在9.4ghz的最小反射损耗rlmin(rlmin表示对电磁波的吸收性能)≤-20db。
20、在本专利技术所述复合材料的一些实施方式中，所述复合材料的导电率≥1s/cm。
21、本专利技术的第二方面提供了本专利技术第一方面所述复合材料的制备方法，包括以下步骤：
22、(1)多层结构mxene的制备：将mxene的前驱体与酸溶液混合反应，然后洗涤，得到多层状结构的mxene；
23、(2)错位叠层结构mxene的制备：将所述多层结构的mxene置于溶液中，进行振荡、超声，然后分离、干燥，得到错位叠层结构的mxene；
24、(3)mxene-磁性颗粒复合材料的制备：将所述错位叠层结构的mxene、磁性颗粒前驱体、表面活性剂与溶剂混合，进行反应，再将所得的反应产物进行热还原，得到所述的复合材料。
25、本专利技术通过适当的振荡、超声过程制备了具有错位叠层结构的mxene；随后通过溶剂热法，将磁性颗粒(如铁氧体颗粒)原位生长在mxene的表面以及层间；最后通过热还原过程，增加两种组分之间的结合能力，同时析出低介电物质与磁性金属颗粒，形成具有错位叠层结构的、多分级结构的复合材料。其中，振荡、超声过程使得mxene，表面层间被部分破坏，暴露出更多层间结构、同时层与层之前出现位错，具有更大的层间距与比表面积。由于mxene表面具有丰富的、带负电荷的表面官能团，能够吸引金属离子吸附至其表面以及层间，溶剂热过程中使其原位生长纳米级或微米级的磁性颗粒，能引入磁性颗粒的同时，进一步增大mxene的层间距。最后的热还原过程使得mxene表面析出低介电物质，磁性颗粒(如铁氧体颗粒)表面析出磁合金颗粒，形成具有纳米级或微米级磁性颗粒(如铁氧体颗粒)插层的、具有错层结构的mxene复合材料。
26、在本专利技术所述复合材料制备方法的一些实施方式中，所述步骤(1)中，所述mxene的前驱体为max材料。其中，max材料的通式为：mn+1axn，其中，m为过渡金属元素；a为iiia或iva元素，x为c或n，n＝1、2或3。在本专利技术的一些实施例中，所述mxene的前驱体为ti2alc、ti3alc2、mo2tialc2、mo2ti2alc3中的至少一种。
27、在本专利技术所述复合材料制备方法的一些实施方式中，所述步骤(1)中，所述酸溶液包括氢氟酸、盐酸、硫酸、硝酸中的至少一种。
28、在本专利技术所述复合材料制备方法的一些实施方式中，所述步骤(2)中，所述多层结构的mxene与所述溶液的质量比为(0.05～2)：100。
29、在本专利技术所述复合材料制备方法的一些具体实施方式中，所述步骤(2本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种复合材料，其特征在于，包括错位叠层结构的MXene材料和磁性颗粒；所述磁性颗粒具有纳米级或微米级粒径。
2.根据权利要求1所述的一种复合材料，其特征在于，所述磁性颗粒位于所述MXene材料的层间或/和表面。
3.根据权利要求1所述的一种复合材料，其特征在于，所述磁性颗粒与所述MXene材料的质量比为(0.1～50)：100。
4.根据权利要求1至3任一项所述的一种复合材料，其特征在于，所述Mxene材料的通式为Mn+1Xn或Mn+1XnTx，其中，M为过渡金属元素，X为碳或氮元素，T为表面官能团，n＝1、2或3，x为表面官能团数。
5.根据权利要求1至3任一项所述的一种复合材料，其特征在于，所述磁性颗粒包括磁性金属、磁性金属合金、磁性金属氧化物中的至少一种颗粒。
6.权利要求1至5任一项所述复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，
9.权利要
10.一种设备，其特征在于，包括权利要求1至5任一项所述的复合材料。
...【技术特征摘要】
1.一种复合材料，其特征在于，包括错位叠层结构的mxene材料和磁性颗粒；所述磁性颗粒具有纳米级或微米级粒径。
2.根据权利要求1所述的一种复合材料，其特征在于，所述磁性颗粒位于所述mxene材料的层间或/和表面。
3.根据权利要求1所述的一种复合材料，其特征在于，所述磁性颗粒与所述mxene材料的质量比为(0.1～50)：100。
4.根据权利要求1至3任一项所述的一种复合材料，其特征在于，所述mxene材料的通式为mn+1xn或mn+1xntx，其中，m为过渡金属元素，x为碳或氮元素，t为表面官能团，n＝1、2或3，x为表面官...
【专利技术属性】
技术研发人员：余越，贝汉章，苏瑜，庞浩，
申请(专利权)人：广东省科学院化工研究所，
类型：发明
国别省市：
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