一种改性MXene纳米片填充的高介电复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种改性MXene纳米片填充的高介电复合材料及其制备方法。该复合材料通过下述方法制备：（1）采用盐酸和氟化锂对Ti<subgt;3</subgt;AlC<subgt;2</subgt;进行刻蚀，成功的制备了MXene；（2）利用多巴胺的自聚合特性在MXene表面包覆一层聚多巴胺（PDA）；（3）以聚偏氟乙烯（PVDF）为基体，利用溶液共混法制备MXene@PDA/PVDF复合材料。本发明专利技术通过将具有绝缘性能的聚多巴胺包覆在MXene表面，一方面可以提高填料在基体中的分散性，另一方面可以减少漏导电流，降低复合材料的介电损耗，有利于获得具有优异介电性能的聚合物基复合材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于纳米复合材料，具体涉及一种改性mxene纳米片填充的高介电复合材料及其制备方法。

技术介绍

1、在当今科技飞速发展的时代，介电材料在能量存储、电子设备和通信系统等应用中发挥着至关重要的作用。聚合物材料因其轻质、柔韧、易加工和耐高电场等优点备受瞩目，被认为是优秀的储能装置候选材料。然而，由于聚合物固有的低介电常数造成其储能密度相对较低，一定程度上阻碍了其在现代电子设备中的应用。为了进一步提高聚合物基复合材料的介电性能，通常可以采取两种方法，一种方法是将无机纳米填料引入聚合物基体，可以形成高性能的纳米复合材料。这种复合材料通常具有较高的耐压强度和较低的介电损耗，因此在电能存储和传输领域等方面表现出潜在优势。然而，目前这种方法在实际应用中面临着一些难题。单组分的陶瓷/聚合物基复合材料要想实现介电常数的显著提升，通常需要添加高体积分数的填料，达到40wt.％甚至更高。这导致了复合材料的柔韧性和击穿强度降低，这样的折中办法对于一些特殊应用而言可能不太适用。另一种方法是在聚合物基体中添加导电填料，通过渗流效应来提高复合材料的介电性能。这种方法在填料含量接本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种改性MXene纳米片填充的高介电复合材料，其特征在于，所述高介电复合材料通过下述制备方法制得：

2.根据权利要求1所述的高介电复合材料，其特征在于，高介电复合材料的制备方法的具体步骤如下：

3.根据权利要求2所述的高介电复合材料，其特征在于，步骤（1）中， 三羟甲基氨基甲烷Tris的水溶液中，三羟甲基氨基甲烷Tris的浓度为5~15mmol/L，MXene和三羟甲基氨基甲烷Tris的水溶液的质量体积比为1:100~1:1000g/mL；MXene与盐酸多巴胺的质量比为1:1~10:1，常温搅拌时间为24~60h。

4. 根据权利要求2 所述的高...

【技术特征摘要】

1.一种改性mxene纳米片填充的高介电复合材料，其特征在于，所述高介电复合材料通过下述制备方法制得：

2.根据权利要求1所述的高介电复合材料，其特征在于，高介电复合材料的制备方法的具体步骤如下：

3.根据权利要求2所述的高介电复合材料，其特征在于，步骤（1）中， 三羟甲基氨基甲烷tris的水溶液中，三羟甲基氨基甲烷tris的浓度为5~15mmol/l，mxene和三羟甲基氨基甲烷tris的水溶液的质量体积比为1:100~1:1000g/ml；mxene与盐酸多巴胺的质量比为1:1~10:1，常温搅拌时间为24~60h。

4. 根据权利要求2 所述的高介电复合材料，其特征在于，步骤（1）中，mxene通过采用氟化锂和盐酸对ti3alc2进行刻蚀制得；具体步骤如下：

5. 根据权利要求2 所述的高介电复合材料，其特征在于，步骤（2）中，有机溶剂为n，n-二甲基甲酰胺或n，n-二甲基乙酰胺；pvdf和有机溶剂的质量体积比为1:5~1:50g/ml；常温搅拌时间为12~36h；超声处理0.5~2h；真空干燥温度为50~80...

【专利技术属性】
技术研发人员：王静荣，李宜陶，孙珩斯，陈虎跃，徐海萍，杨丹丹，
申请(专利权)人：上海第二工业大学，
类型：发明
国别省市：