【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电磁波吸收材料，具体涉及一种mxene/磁性金属纳米线复合吸波材料的制备方法。
技术介绍
1、近年来，无线通讯电子技术的快速发展与普及极大地促进了社会进步，但同时也不可避免产生电磁辐射和干扰问题。电磁污染不仅影响精密电子设备的正常运行，带来各种安全隐患，而且泄露的电磁波严重影响人的免疫系统以及神经系统，严重危害人们的健康。此外，在军事上，随着雷达探测技术的不断进步，战场上的一些大型设备，如坦克、飞机、潜艇等，遭遇的威胁会逐渐增大。在其表面涂覆电磁波吸收材料，就能够吸收侦查电波、衰减反射信号，从而降低被敌方发现的风险。因此，研究和开发性能优异的电磁波吸收材料无论是在民事领域还是军事领域都具有十分重要的意义。
2、mxene作为一种一种新型二维纳米材料，因其较大的比表面积、较多的活性官能团以及易于进行表面修饰等优点，在电磁波吸收领域得到了全球研究者们的广泛关注。然而，单一mxene组分具有超高的导电性，易引起阻抗不匹配，吸波机制单一等问题，致使吸波性能不理想。
3、针对上述问题，目前的研究主要集中在对mxene进行改性处理，即将其与不同吸收机制的材料进行组装。尤其是，磁性组分修饰的mxene纳米片得到更为广泛的关注。因为在电磁组分间的协同作用下，磁性mxene复合材料可优化阻抗，拓宽材料的微波损耗机制，最终提高其对电磁波的吸收能力。其中，一维磁性金属纳米线由于其独特的各向异性、高长径比以及大比表面积等优势，在复合材料中可以搭建导电/电磁网络，引起磁增强效应，能比零维磁性粒子消散更多的电磁波能量。
技术实现思路
1、针对
技术介绍
所存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种mxene/磁性金属纳米线复合吸波材料的制备方法，来达到优化阻抗匹配，实现多重损耗，最终提高复合材料的电磁波吸收性能的目的。
2、实现本专利技术目的的技术方案是：一种mxene/磁性金属纳米线复合吸波材料的制备方法；其特征在于：包括如下步骤：
3、(1)步骤1：制备mxene纳米片：将ti3alc2粉末加入到刻蚀溶液中，在加热的油浴锅中进行刻蚀反应。反应完成后，用去离子水离心清洗混合物，去除上层清液，将该过程重复多次至溶液ph>6。将混合物在冰水浴和氮气的环境下超声处理后，离心、收集上层液体、冷冻干燥，即得到单层mxene。
4、(2)步骤2：制备磁性金属纳米线：将可溶磁性金属盐和碱加入到盛有乙二醇溶液的烧杯中，再加入十六烷基三甲基溴化铵，搅拌使其充分溶解，随后加入还原剂，充分溶解后停止搅拌，恒温反应。待冷却到室温，离心、洗涤、干燥，得到磁性金属纳米线。
5、(3)步骤3：将磁性金属纳米线粉末超声分散于去离子水中，在搅拌条件下加入mxene粉末，所得混合溶液离心、洗涤、干燥，得到最终产物mxene/磁性金属纳米线复合粉末。
6、进一步的，步骤(1)中，所述的刻蚀溶液为hf溶液、lif/hcl溶液中的一种，浓度为30～60％；ti3alc2粉末与刻蚀溶液的比例关系为1g：(10～20)ml。
7、进一步的，步骤(1)中，所述的刻蚀过程参数为：38～50℃的油浴锅中进行48～36h搅拌；离心洗涤至中性的参数为：在混合物中加入去离子水，8000～10000rpm下离心5～10min；洗至中性的混合物在冰水浴和氮气的环境下超声时间为1～2h，离心参数为3500～5000rpm下离心30～60min；冷冻干燥的具体条件为：在-60～-30℃环境下真空干燥24～36h。
8、进一步的，步骤(2)中，所述的可溶性磁性金属盐包括可溶镍盐、可溶钴盐和可溶铁盐中的一种或其组合；碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铷中的一种或其组合。更进一步的，碱与乙二醇的添加量为(1～5)g：200ml；十六烷基三甲基溴化铵的添加量为20～100mg。
9、进一步的，步骤(2)中，所述的还原剂为水合肼。更进一步的，步骤(2)中，水合肼的浓度为80～90％，其与可溶磁性金属盐粉末的添加量之比为(6～8)ml：(2～8)g。
10、进一步的，步骤(2)中，所述的恒温反应温度为室温70～90℃；所述的恒温反应的时间为1～4h；保温设备为能控温的水浴锅或油浴锅。
11、进一步的，步骤(3)中，磁性纳米线粉末和去离子水的添加量为(40～100)mg：10ml；mxene粉末和磁性金属纳米线的质量比为(40～100)mg：(0.4～0.5)mg。
12、本专利技术的机理为：mxene是一种介电材料，单独用作吸波剂使用时，其电导率高、介电常数过大，容易导致阻抗不匹配、损耗方式单一等问题，造成其吸波效果不理想。磁性金属纳米线由于在二维方向上处于纳米尺度，具有独特的电、磁等宏观性能，将其与mxene复合是一种有效的解决措施。基于上述问题，本专利技术利用十六烷基三甲基溴化铵作为阳离子表面活性剂，在磁性金属纳米线生长过程中赋予其正电性，通过静电自组装结合在负电性的mxene纳米片表面。通过化学湿法制备的磁性金属纳米线具有高度各向异性，能够在复合材料中搭建导电/电磁网络，产生更强的磁损耗，对材料整体吸波性能的提升具有重要作用。
13、本专利技术采用简单的静电组装法成功实现了mxene纳米片与磁性金属纳米线的结合，且在复合材料中磁性纳米线间形成了高度的各向异性排列。这种mxene/磁性金属纳米线复合材料可有效调控复合材料的电磁参数，改善阻抗匹配，增加磁损耗能力，在吸波领域表现出优异的综合性能，进一步拓宽了mxene基吸波材料的应用领域和范围。
14、与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
15、1.本专利技术制备工艺简单、耗能低，即通过化学湿法成功合成了磁性金属纳米线，然后利用静电作用成功与mxene片进行组装。
16、2.本专利技术所制备的mxene/磁性金属纳米线复合吸波材料与其他磁性mxene材料及大多数mxene基复合材料相比，具有更强的微波损耗能力：在频率为3.57ghz处，其最强反射损耗值可达到-58.8db。
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1.一种MXene/磁性金属纳米线复合吸波材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种MXene/磁性金属纳米线复合吸波材料的制备方法，其特征在于，步骤1中，所述的刻蚀溶液为HF溶液、LiF/HCl溶液中的一种，浓度为30～60％；Ti3AlC2粉末与刻蚀溶液的比例关系为1g：(10～20)mL。
3.根据权利要求1所述的一种MXene/磁性金属纳米线复合吸波材料的制备方法，其特征在于，步骤1中，所述的刻蚀过程参数为：38～50℃的油浴锅中进行48～36h搅拌；离心洗涤至中性的参数为：在混合物中加入去离子水，8000～10000rpm下离心5～10min；洗至中性的混合物在冰水浴和氮气的环境下超声时间为1～2h，离心参数为3500～5000rpm下离心30～60min；冷冻干燥的具体条件为：在-60～-30℃环境下真空干燥24～36h。
4.根据权利要求1所述的一种MXene/磁性金属纳米线复合吸波材料的制备方法，其特征在于，步骤2中，所述的可溶性磁性金属盐包括可溶镍盐、可溶钴盐和可溶铁盐中的一种或其组合；碱为氢氧化
5.根据权利要求2所述的一种MXene/磁性金属纳米线复合吸波材料的制备方法，其特征在于，步骤2中，所述的还原剂为水合肼，水合肼的浓度为80～90％，其与可溶磁性金属盐粉末的添加量之比为(6～8)mL：(2～8)g。
6.根据权利要求1所述的一种MXene/磁性金属纳米线复合吸波材料的制备方法，其特征在于，步骤2中，所述的恒温反应温度为室温70～90℃；所述的恒温反应的时间为1～4h；保温设备为能控温的水浴锅或油浴锅。
7.根据权利要求1所述的一种MXene/磁性金属纳米线复合吸波材料的制备方法，其特征在于，步骤3中，磁性纳米线粉末和去离子水的添加量为(40～100)mg：10mL；MXene粉末和磁性金属纳米线的质量比为(40～100)mg：(0.4～0.5)mg。
8.根据权利要求1所述的一种MXene/磁性金属纳米线复合吸波材料的制备方法，其特征在于，所述磁性金属纳米线表面经表面活性剂(十六烷基三甲基溴化铵)改性后，其表面带有正电荷，能够通过静电作用与负电性MXene纳米片进行组装。
...【技术特征摘要】
1.一种mxene/磁性金属纳米线复合吸波材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种mxene/磁性金属纳米线复合吸波材料的制备方法，其特征在于，步骤1中，所述的刻蚀溶液为hf溶液、lif/hcl溶液中的一种，浓度为30～60％；ti3alc2粉末与刻蚀溶液的比例关系为1g：(10～20)ml。
3.根据权利要求1所述的一种mxene/磁性金属纳米线复合吸波材料的制备方法，其特征在于，步骤1中，所述的刻蚀过程参数为：38～50℃的油浴锅中进行48～36h搅拌；离心洗涤至中性的参数为：在混合物中加入去离子水，8000～10000rpm下离心5～10min；洗至中性的混合物在冰水浴和氮气的环境下超声时间为1～2h，离心参数为3500～5000rpm下离心30～60min；冷冻干燥的具体条件为：在-60～-30℃环境下真空干燥24～36h。
4.根据权利要求1所述的一种mxene/磁性金属纳米线复合吸波材料的制备方法，其特征在于，步骤2中，所述的可溶性磁性金属盐包括可溶镍盐、可溶钴盐和可溶铁盐中的一种或其组合；碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铷中的一种或其组合；其中，碱与...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜宗良，韩乔乔，成煦，杜晓声，王海波，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：
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