一种磁诱导取向碳化钛铁氧体复合膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种磁诱导取向碳化钛铁氧体复合膜及其制备方法和应用。本发明专利技术解决了MXene碳化钛材料对电磁波损耗方式单一以及电磁屏蔽效能较低的不足，开发出的磁诱导取向策略能够将引入的铁氧体纳米颗粒磁极实现同极排列，在纳米尺度控制材料结构，丰富MXene碳化钛铁氧体复合膜孔隙，同时在铁氧体磁极同极排列过程中诱导MXene碳化钛片取向。在铁氧体纳米颗粒制备过程中，通过在铁氧体表面负载上柠檬酸基团，提升铁氧体在MXene碳化钛凝胶中的分散性，增强铁氧体与MXene碳化钛之间的相互作用。制备得到的磁诱导取向MXene碳化钛铁氧体复合膜在2‑18 GHz范围内表现出平均62.8 dB的电磁屏蔽效能，以及最高0.938的Herman’s取向因子。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于纳米复合材料领域，具体涉及一种磁诱导取向碳化钛铁氧体复合膜及其制备方法和应用。

技术介绍

1、基于当前电子技术的发展，集成化的提升，电磁兼容问题成为制约电子技术发展的关键问题，为更好的解决电子元器件的兼容问题，需要开发具有优异电磁屏蔽性能的材料。mxene碳化钛材料具有较为优异的力学性能和电学性能，在传感、催化和电磁屏蔽领域有广阔的应用前景。目前，mxene碳化钛材料在电磁屏蔽领域开展深入的研究，通过不同的策略来提升mxene碳化钛材料对于电磁波的屏蔽效能，如通过热退火（science 2020, 369,446-450），空间限域蒸发（acs nano 2023, 17, 10628-10636），以及引入磁性颗粒（small2023, 19, 2300363.），提升其电磁屏蔽效能。虽然通过增加材料的孔隙以及引入磁性纳米颗粒有助于提升材料的电磁屏蔽性能，但同时还需保持材料具有较为优异的力学强度，并且以往的电磁屏蔽提升策略忽视材料取向的作用以及没有很好的解决在宽频率电磁波下的电磁屏蔽问题。

2、通过不同的组装策略制备具有层状结构本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种磁诱导取向碳化钛铁氧体复合膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种磁诱导取向碳化钛铁氧体复合膜的制备方法，其特征在于：所述步骤一中，所述加热条件下搅拌刻蚀MAX相的温度为50℃，搅拌速率为500 rpm，反应时长为30 h，将刻蚀得到的手风琴状MXene碳化钛分散于去离子水中，利用去离子水反复洗涤，使最终得到的溶液pH~6呈现出墨绿色，再经过振荡10-30 min和差速离心，收集得到单层MXene碳化钛纳米片的水分散液。

3.根据权利要求1所述的一种磁诱导取向碳化钛铁氧体复合膜的制备方法，其特征在于；所述步骤二中，行星球磨机减...

【技术特征摘要】

1.一种磁诱导取向碳化钛铁氧体复合膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种磁诱导取向碳化钛铁氧体复合膜的制备方法，其特征在于：所述步骤一中，所述加热条件下搅拌刻蚀max相的温度为50℃，搅拌速率为500 rpm，反应时长为30 h，将刻蚀得到的手风琴状mxene碳化钛分散于去离子水中，利用去离子水反复洗涤，使最终得到的溶液ph~6呈现出墨绿色，再经过振荡10-30 min和差速离心，收集得到单层mxene碳化钛纳米片的水分散液。

3.根据权利要求1所述的一种磁诱导取向碳化钛铁氧体复合膜的制备方法，其特征在于；所述步骤二中，行星球磨机减小铁氧体尺寸的过程为：利用钢制的球磨罐和球磨球，球磨球与铁氧体的质量比为20：1，将球磨球和铁氧体混合加入球磨罐后加入铁氧体质量分数5%的铁粉，防止铁氧体在球磨过程中进一步氧化，同时保证球磨罐处于真空状态，设置行星球磨机参数，球磨转速700 rpm，球磨时长12 h，每隔1小时交换球磨方向；球磨结束后将粉末溶解于n-甲基吡咯烷酮溶剂中利用细胞破碎机对粉末进行超声分散，超声功率为300 w，超声时长为30 min，将分散有铁氧体的溶液在差速离心下收集尺寸均一的铁氧体，差速离心的参数为3000 rpm离心10 min取溶液的上层溶液，后在6000 rpm的离心转速下离心10min，得到尺寸合适的铁氧体颗粒，利用乙醇洗涤除去铁氧体中的n-甲基吡咯烷酮溶剂，重复洗涤三次，在烘箱中干燥，得到铁氧体尺寸分布在100-120 nm的铁氧体。

4.根据权利要求1所述的一种磁诱导取向碳化钛铁氧体复合膜的制备方法，其特征在于；所述步骤三中，柠檬酸和铁氧体的摩尔比为1：3，在温度为25℃的条件下振荡反应24 h，设置摇...

【专利技术属性】
技术研发人员：程群峰，黄宗俊，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：