【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一类自组装法制备mxene负载酞菁复合材料及其在吸波领域的应用。
技术介绍
1、5g技术作为无线通信领域的最新进展，在物联网、智慧城市、航空航天等各个领域都取得了快速发展。它极大地改善了人们的生活，提供了更高的效率和便利。然而，除了5g技术的众多潜在优势外，随之而来的电磁辐射和电磁波污染问题也需要继续关注和研究。大量研究表明，长期暴露于电子战污染下，易引发白血病、肿瘤等灾难性疾病，对人类健康造成严重威胁；电子设备也很可能会受到其他设备的电磁干扰，严重影响数据及信号的准确性与稳定性。因此，无论是人类健康还是电子设备的平稳运行，都对于减轻电磁危害有着迫切的需求，而设计和开发电磁波吸收材料(即吸波材料)为此提供解决思路。
2、作为一种新型的二维材料，mxene在无线通信、能量存储与转换、电磁波吸收和电磁干扰屏蔽等领域已经展现出了良好的应用前景。mxene具有丰富的亲水官能团(-o和-oh)、优异的机械性能、良好的电学性能以及化学活性表面，因而在电磁波吸收领域表现出巨大的价值，是制备“薄、轻、宽、强”吸波材料的候选材料。然而，原始的mxene吸波体存在一系列问题，如自团聚、易氧化、损耗机制单一和易阻抗失配等，大大限制了其吸波性能和实际应用。
3、为了进一步提高mxene的吸波性能和环境适应性，通过成分和结构设计获得的mxene基吸波材料得到广泛应用。合理的成分优化可以带来更丰富的协同损耗机制、更强的极化损耗能力，并实现mxene基吸波材料的阻抗匹配。利用复合材料各组分间的协同优势，还能够实现mxen
技术实现思路
1、本专利技术是基于专利技术人对以下事实和问题的发现而提出的：
2、酞菁是一种具有独特的18电子扩展共轭体系的人工合成化合物。中心的氢原子可以被金属元素取代，在空腔内通过两个共价键和两个配位键与金属螯合形成金属酞菁。酞菁的电子结构决定了它特殊的稳定性，酞菁内部强的偶联性使其苯环结构不易发生变形，具有显著的热稳定性和化学稳定性，中心金属原子的存在更加有助于其性质的稳定。这种稳定的共轭结构导致它们在300～400nm(soret波段)和700nm(q波段)具有非常强的吸收，有助于构建多频段吸收体系。然而，通过π-π超分子相互作用，这些平面而且高度共轭的芳族大环倾向于自发地组织成堆叠。
3、进而，专利技术人通过深入研究，发现金属酞菁易通过中心金属与其它物质进行轴向配位，这种配位能够有效防止酞菁的堆叠。mxene拥有丰富的表面官能团，通过将其进行进一步功能化处理，能够使其表面基团与金属酞菁的中心金属进行轴向配位，改善易堆叠的缺点，同时能够构建大量异质界面，有助于电子跳跃和增强电子传递。因此，通过将mxene进行功能化并与金属酞菁进行轴向配位复合是未来高性能电磁波吸收材料的发展方向之一。
4、有鉴于此，在本专利技术的一个方面，本专利技术解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，将金属酞菁引入mxene基吸波材料体系，并提供一种自组装法制备mxene-金属酞菁复合材料及其在吸波领域的应用。该方法工艺过程简单且重复性好，所采用的材料合成简易、价格低廉、易于规模制备，有利于实现材料及商业化应用。通过采用该方法，可以在mxene层间和表面引入独特的金属酞菁，带来多重损耗机制，有效优化mxene的阻抗匹配，进而可以制备高性能的复合材料并应用于吸波领域，尤其是构建频率可调吸波材料。
5、为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种mxene负载金属酞菁构建电磁波吸收材料的方法及其应用，该方法为：
6、s1.用碱溶液对mxene进行功能化处理
7、优选，将少层mxene与碱溶液混合，得到mxene的碱溶液；将所述mxene的碱溶液于氩气气氛下搅拌处理，然后分离得到功能化后的mxene；
8、s2.将金属酞菁粉末与第一溶剂混合，并进行分散，得到分散后的金属酞菁溶液；将分散后的金属酞菁溶液与功能化后的mxene分散溶液混合，得到mxene与金属酞菁的均匀溶液；
9、s3.将所述的mxene与金属酞菁的均匀溶液于氩气气氛下超声混合，并通过磁力搅拌反应得到mxene-金属酞菁复合溶液；
10、s4.将所述的mxene-金属酞菁复合溶液过滤洗涤，干燥得到复合材料。
11、优选的，s1中所述的碱溶液为氢氧化钾或氢氧化钠中的至少一种；浓度为0.125-1.000mol/l优选0.5mol/l，功能化时间为2-12h；
12、优选的，s2中所述的第一溶剂选自dmf；功能化后的mxene分散溶液采用第一溶剂作为分散溶剂；
13、优选的，s2中所述的金属酞菁中心金属为fe、co、ni、cu、zn、mn、pb中的一种或几种；
14、优选的，s2中使用超声或细胞粉碎机将所述金属酞菁溶液进行分散，分散时间为10～60min。
15、优选的，s2中mxene与金属酞菁的质量比为1:1～1:9；
16、优选的，s3中将金属酞菁溶液采用滴加的方式与mxene溶液混合，反应在常温下进行，磁力搅拌的转速为300～600r/min，搅拌10-30h；
17、优选的，s3中所述mxene-金属酞菁复合溶液中，mxene占所述复合溶液的质量百分数为5％～50％；
18、优选的，s4中采用离心洗涤的方式，转速为3000～10000rpm；
19、优选的，mxene-金属酞菁复合材料应用在吸波领域。
20、将mxene-金属酞菁复合材料和基体进行复合制备吸波复合材料，mxene-金属酞菁复合材料和基体的质量比为(0.1～0.4):1；
21、所述基体选自石蜡、树脂、聚偏氟乙烯中的至少一种；
22、吸波复合材料的制备方法，包括以下步骤：
23、(1)将所述mxene-金属酞菁复合材料和基体按照预定比例混合，并分散在有机溶剂中，超声混合得到均匀溶液；所述有机溶剂为n,n-二甲基甲酰胺(dmf)或者正己烷中的至少一种；
24、(2)将所述混合溶液转移至玻璃蒸发皿中，干燥(优选80℃)去除溶剂得到分散均匀的复合薄膜，再将薄膜置于模具中热压成型得到所述吸波复合材料，所得复合材料的薄膜厚度为mm级别的，如1-5mm。
25、本专利技术所得mxene-金属酞菁复合材料和基体进行复合制备吸波复合材料，可通过调控mxene-金属酞菁的用量关系、mxene-金属酞菁复合材料和基体的用量关系、薄膜厚度来调控吸波频率段(一般调控的吸波频率段范围为2-18ghz)。本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种MXene负载金属酞菁构建微波吸收材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，S1优选为：将少层MXene与碱溶液混合，得到MXene的碱溶液；将所述MXene的碱溶液于氩气气氛下搅拌处理，然后分离得到功能化后的MXene；
3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，S2中所述的第一溶剂选自DMF；功能化后的MXene分散溶液采用第一溶剂作为分散溶剂；S2中使用超声或细胞粉碎机将所述金属酞菁溶液进行分散，分散时间为10～60min。
4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，S2中所述的金属酞菁中心金属为Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Mn、Pb中的一种或几种。
5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，S2中MXene与金属酞菁的质量比为1:1～1:9。
6.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，S3中将金属酞菁溶液采用滴加的方式与MXene溶液混合，反应在常温下进行，磁力搅拌的转速为300～600r/min，搅拌10-30h；
7.按照权利要求1-6任一项所述的
8.按照权利要求1-6任一项所述的方法制备得到的MXene-金属酞菁复合材料的应用，应用在吸波领域。
9.一种吸波复合材料，其特征在于，将权利要求1-6任一项所述的方法制备得到的MXene-金属酞菁复合材料和基体进行复合制备吸波复合材料，MXene-金属酞菁复合材料和基体的质量比为(0.1～0.4):1；
10.权利要求9所述的吸波复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种mxene负载金属酞菁构建微波吸收材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，s1优选为：将少层mxene与碱溶液混合，得到mxene的碱溶液；将所述mxene的碱溶液于氩气气氛下搅拌处理，然后分离得到功能化后的mxene；
3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，s2中所述的第一溶剂选自dmf；功能化后的mxene分散溶液采用第一溶剂作为分散溶剂；s2中使用超声或细胞粉碎机将所述金属酞菁溶液进行分散，分散时间为10～60min。
4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，s2中所述的金属酞菁中心金属为fe、co、ni、cu、zn、mn、pb中的一种或几种。
5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，s2中mxene与金属酞...
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