一种铁氧体-锰氧化物-MXene复合吸波粒子及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种铁氧体

【技术实现步骤摘要】
一种铁氧体
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锰氧化物
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MXene复合吸波粒子及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及电磁波吸收材料
，具体涉及一种铁氧体
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锰氧化物
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MXene复合吸波粒子及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]近些年来，电子通信产业发展迅速，电子产品的种类越来越丰富，在给人们的生活带来便利的同时，也造成了日益严重的电磁波污染问题。研究表明，人体长期暴露在较高强度的电磁辐射之下身体健康会受到损害。另外，在国防军工领域，涉密的电磁信号泄露可能会造成国家信息安全隐患，危害国家安全。因此，开发高性能的电磁波吸收材料对于保障人们身体健康、实现电子设备及电子元器件的正常运作、维护国防信息安全等我具有十分重要的经济价值和社会意义。
[0003]二维纳米材料MXene具有多层结构，导电性高，比表面积较大，在电磁波吸收领域受到广泛关注。然而，MXene也存在介电常数过高、阻抗匹配较差、吸波损耗机制单一等缺点，单独使用MXene作为吸波材料的效果不佳，需要将MXene与其他吸波材料复合，利用介电损耗和磁损耗等作用来改善吸波性能，但现有的基于MXene的吸波复合材料普遍存在电磁波吸收性能一般、吸收频带窄、阻抗匹配性较差等问题，难以完全满足实际应用需求。
[0004]因此，开发一种电磁波吸收性能优异、吸收频带宽、阻抗匹配性好的轻质吸波材料具有十分重要的意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种铁氧体
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锰氧化物
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MXene复合吸波粒子及其制备方法和应用。
[0006]本专利技术所采取的技术方案是：
[0007]一种铁氧体
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锰氧化物
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MXene复合吸波粒子，其组成包括铁氧体内核、锰氧化物中间壳层和MXene外包覆层。
[0008]优选的，所述铁氧体
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锰氧化物
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MXene复合吸波粒子包括以下质量百分比的组分：
[0009]铁氧体：44.5％～83.5％；
[0010]锰氧化物：15％～44.5％；
[0011]MXene：1％～10％；
[0012]表面活性剂：0.1％～1％。
[0013]优选的，所述铁氧体由氧化铁(Fe2O3)与镍的氧化物、锌的氧化物、锰的氧化物中的至少一种组成。
[0014]优选的，所述锰氧化物为二氧化锰(MnO2)、氢氧化氧锰(MnOOH)、四氧化三锰(Mn3O4)中的至少一种。
[0015]优选的，所述MXene为碳化钛(Ti3C2)MXene、碳化锆(Zr3C2)MXene、碳化锰(Mn2C)
MXene中的至少一种。
[0016]进一步优选的，所述MXene为碳化钛MXene。
[0017]优选的，所述碳化钛MXene通过以下方法制备得到：将钛碳化铝(Ti3AlC2)MAX分散在盐酸(HCl)和氟化锂(LiF)的混合溶液中，进行加热搅拌和离心洗涤，直至上清液的pH为6～7，再将沉淀物冷冻干燥，即得碳化钛MXene(Ti3C2T
x MXene)。
[0018]优选的，所述钛碳化铝MAX、HCl、LiF的质量比为1:3～9:1～3。
[0019]优选的，所述盐酸和氟化锂的混合溶液中HCl的浓度为9mol/L～12mol/L。
[0020]优选的，所述加热搅拌在温度40℃～60℃、搅拌机转速400rpm～800rpm的条件下进行，搅拌时间为24h～72h。
[0021]优选的，所述表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、溴化十六烷基吡啶中的至少一种。
[0022]上述铁氧体
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锰氧化物
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MXene复合吸波粒子的制备方法包括以下步骤：
[0023]1)将铁盐、其它金属盐、聚乙烯吡咯烷酮和尿素分散在有机溶剂中，进行溶剂热反应，得到铁氧体纳米粒子；将MXene超声分散在水中，得到MXene水分散液；
[0024]2)将铁氧体纳米粒子分散在溶剂中，再加入高锰酸钾，进行反应，得到铁氧体
‑
锰氧化物核壳粒子；
[0025]3)将铁氧体
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锰氧化物核壳粒子和表面活性剂分散在水中，得到表面改性的铁氧体
‑
锰氧化物核壳粒子；
[0026]4)将表面改性的铁氧体
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锰氧化物核壳粒子加入MXene水分散液中，进行超声分散，即得铁氧体
‑
锰氧化物
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MXene复合吸波粒子。
[0027]优选的，上述铁氧体
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锰氧化物
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MXene复合吸波粒子的制备方法包括以下步骤：
[0028]1)将铁盐、其它金属盐、聚乙烯吡咯烷酮和尿素分散在有机溶剂中，进行溶剂热反应，离心，取离心得到的固体进行洗涤和冷冻干燥，得到铁氧体纳米粒子；将MXene超声分散在水中，得到MXene水分散液；
[0029]2)将铁氧体纳米粒子分散在溶剂中，再加入高锰酸钾，进行反应，离心，取离心得到的固体进行洗涤和冷冻干燥，得到铁氧体
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锰氧化物核壳粒子；
[0030]3)将铁氧体
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锰氧化物核壳粒子和表面活性剂分散在水中，超声分散，离心，取离心得到的固体进行洗涤，得到表面改性的铁氧体
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锰氧化物核壳粒子；
[0031]4)将表面改性的铁氧体
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锰氧化物核壳粒子加入MXene水分散液中，进行超声分散，再进行搅拌，离心，取离心得到的固体进行洗涤和冷冻干燥，即得铁氧体
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锰氧化物
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MXene复合吸波粒子。
[0032]优选的，步骤1)所述铁盐为氯化铁、硫酸铁、硝酸铁中的至少一种。
[0033]进一步优选的，步骤1)所述铁盐为六水合三氯化铁。
[0034]优选的，步骤1)所述其它金属盐为镍盐、锌盐、锰盐中的至少一种。
[0035]进一步优选的，步骤1)所述其它金属盐为六水合氯化镍、氯化锌、四水合氯化锰中的至少一种。
[0036]优选的，步骤1)所述聚乙烯吡咯烷酮的聚合度为200～1000。
[0037]优选的，步骤1)所述有机溶剂为乙二醇、乙二醇、丙三醇中的至少一种。
[0038]优选的，步骤1)所述铁盐和其它金属盐中金属离子的总摩尔数与尿素的摩尔数的
比为1:1～3。
[0039]优选的，步骤1)所述溶剂热反应在160℃～200℃下进行，反应时间为12h～24h。
[0040]优选的，步骤1)所述离心在离心机转速3500rpm～5000rpm下进行，离心时间为5min～30min。
[0041]优选的，步骤1)所述MXene、水的质量比为0.5～2:100。
[0042]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铁氧体
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锰氧化物
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MXene复合吸波粒子，其特征在于，其组成包括铁氧体内核、锰氧化物中间壳层和MXene外包覆层。2.根据权利要求1所述的铁氧体
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锰氧化物
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MXene复合吸波粒子，其特征在于：所述铁氧体
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锰氧化物
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MXene复合吸波粒子包括以下质量百分比的组分：铁氧体：44.5％～83.5％；锰氧化物：15％～44.5％；MXene：1％～10％；表面活性剂：0.1％～1％。3.根据权利要求1或2所述的铁氧体
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锰氧化物
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MXene复合吸波粒子，其特征在于：所述铁氧体由氧化铁与镍的氧化物、锌的氧化物、锰的氧化物中的至少一种组成。4.根据权利要求1或2所述的铁氧体
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锰氧化物
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MXene复合吸波粒子，其特征在于：所述锰氧化物为二氧化锰、氢氧化氧锰、四氧化三锰中的至少一种。5.根据权利要求1或2所述的铁氧体
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锰氧化物
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MXene复合吸波粒子，其特征在于：所述MXene为碳化钛MXene、碳化锆MXene、碳化锰MXene中的至少一种。6.权利要求1～5中任意一项所述的铁氧体
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锰氧化物
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MXene复合吸波粒子的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将铁盐、其它金属盐、聚乙烯吡咯烷酮和尿素分散在有...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭建华，彭俊豪，蒋兴华，
申请(专利权)人：中山市华南理工大学现代产业技术研究院，
类型：发明
国别省市：