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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于新材料,具体涉及一种抗氧化mxene基电磁屏蔽复合薄膜及其制备方法和应用。
技术介绍
1、在电磁辐射无处不在的环境中,电磁干扰(emi)所带来的不良后果显而易见,包括导致电子设备的破坏性故障,信息安全问题,以及对人类福祉的潜在危害。利用emi屏蔽技术,增强电子设备的电磁兼容性,可以有效的降低电磁波(emws)所带来的相关风险,保障电磁通讯通畅以及通信信息安全。在实际应用中,先进的emi屏蔽材料需要具备一系列优异的竞争特性,例如高效率、轻量化、密度低和良好的耐化学性能。mxene作为一种新型的二维材料,具有优异的导电性、良好的机械性能和高的比表面积等固有的优势,因而在新型emi屏蔽材料领域受到了广泛的关注。然而,由于mxene易于氧化,导致emi屏蔽性能快速衰减,这严重限制了该类材料在工程上的应用。
2、由max相成功刻蚀制备的mxene表面为金属层,因此电导率较高,有研究表明,mxene电导率可高达10000s·cm-1。mxene的电导率受到例如,刻蚀条件,表面官能团以及片层大小等多种因素的影响。尽管如此,不论采用何种加工方式,ti3c2tx mxene都可以保持一个较高水平的电导率。同时,将mxene作为导电填料添加在聚合物中,可以显著提高非导电聚合物的电导性能。这都要归因于mxene独特的二维层状结构,ti原子与c原子相互交替排列,形成了完整的电子传输路径,极大的提高了电荷的传递效率。通过真空抽滤法是制备薄膜的所常用的方法,而通过真空抽滤法制备的mxene薄膜虽然具有优异的电磁屏蔽性能但是其在抗氧
技术实现思路
1、为了克服上述现有技术的缺点,本专利技术的目的在于提供一种抗氧化mxene基电磁屏蔽复合薄膜及其制备方法和应用,用以解决mxene易于氧化导致emi屏蔽性能快速衰减,而现有方法提升mxene薄膜的抗氧化性能会影响mxene自身的导电性,使得其电磁屏蔽性能下降的技术问题。
2、为了达到上述目的,本专利技术采用以下技术方案予以实现:
3、本专利技术提供了一种抗氧化mxene基电磁屏蔽复合薄膜的制备方法,包括以下步骤:
4、s1:采用酸刻蚀法制备mxene分散液;
5、s2:制备go分散液;
6、s3:将所述go分散液加入至mxene分散液中,后采用真空抽滤的方法制得抗氧化mxene基电磁屏蔽复合薄膜;
7、所述go分散液的质量浓度为2wt%~12wt%。
8、在具体实施过程中,所述s1中,所述采用酸刻蚀法制备mxene分散液的过程如下:
9、s11:以钛碳化铝为原料,盐酸/氟化锂溶液为刻蚀液,选择性刻蚀钛碳化铝中的铝层,得到中间产物ⅰ;
10、s12:将中间产物ⅰ洗涤后通过手摇剥离获得mxene分散液。
11、在具体实施过程中,所述s2中,所述制备go分散液的过程为:
12、以去离子水为溶剂,向去离子水中添加go粉末,在超声条件下搅拌设定时间,得到均匀分散的go分散液。
13、在具体实施过程中,所述设定时间为30~40min。
14、在具体实施过程中,所述go分散液与mxene分散液的用量比为1ml:50mg。
15、本专利技术提供了一种根据所述的抗氧化mxene基电磁屏蔽复合薄膜的制备方法制得的抗氧化mxene基电磁屏蔽复合薄膜。
16、在具体实施过程中,所述抗氧化mxene基电磁屏蔽复合薄膜采用mxene作为基体材料,采用go作为氧化剂。
17、在具体实施过程中,所述抗氧化mxene基电磁屏蔽复合薄膜经62天氧化后的set值仍大于50db。
18、在具体实施过程中,所述抗氧化mxene基电磁屏蔽复合薄膜的电导率均高于2200s/cm。
19、本专利技术提供了一种抗氧化mxene基电磁屏蔽复合薄膜在制备电磁屏蔽器件中的应用。
20、与现有技术相比,本专利技术具有以下有益效果:
21、本专利技术提供了一种抗氧化mxene基电磁屏蔽复合薄膜的制备方法,采用mxene作为基体,其中,mxene是由max相通过选择性刻蚀法制得的分散液,mxene中含有大量的钛元素和碳元素,两者形成的层状结构不仅能提供优异的导电性能而且其所具有的丰富的表面端基能进行更好的改性。rgo/mxene复合薄膜中引入go的目的是为了增强mxene的抗氧化能力,由于go上含有大量的含氧官能团,其可与mxene上的低价ti离子发生预氧化反应,减少成膜后低价ti元素比例,以达到增强mxene膜抗氧化能力。上述制备方法具有简单、高效、设备要求低、适用范围广、环境友好且成本低的优点,可有效避免mxene类电磁屏蔽薄膜抗氧化能力差的问题,所得复合薄膜可用于电磁屏蔽领域,在电磁屏蔽领域具有很高的潜在应用价值。
22、本专利技术还提供了一种采用上述制备方法制得的抗氧化mxene基电磁屏蔽复合薄膜,由于上述制备方法采用选择性刻蚀法制备mxene分散液以用作后续基体,使用含有丰富含氧官能团的go作为氧化剂,对mxene进行预氧化,减少成膜后低价ti离子含量,提高复合薄膜的抗氧化性能,因此采用上述制备方法所提供的抗氧化mxene基电磁屏蔽复合薄膜抗氧化性能优异、易于加工成型,并且复合薄膜经62天老化后的set值仍高于50db。
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1.一种抗氧化MXene基电磁屏蔽复合薄膜的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的抗氧化MXene基电磁屏蔽复合薄膜的制备方法,其特征在于,所述S1中,所述采用酸刻蚀法制备MXene分散液的过程如下:
3.根据权利要求1所述的抗氧化MXene基电磁屏蔽复合薄膜的制备方法,其特征在于,所述S2中,所述制备GO分散液的过程为:
4.根据权利要求3所述的抗氧化MXene基电磁屏蔽复合薄膜的制备方法,其特征在于,所述设定时间为30~40min。
5.根据权利要求1所述的抗氧化MXene基电磁屏蔽复合薄膜的制备方法,其特征在于,所述GO分散液与MXene分散液的用量比为1mL:50mg。
6.一种根据权利要求1至5任意一项所述的抗氧化MXene基电磁屏蔽复合薄膜的制备方法制得的抗氧化MXene基电磁屏蔽复合薄膜。
7.根据权利要求6所述的抗氧化MXene基电磁屏蔽复合薄膜,其特征在于,所述抗氧化MXene基电磁屏蔽复合薄膜采用MXene作为基体材料,采用GO作为氧化剂。
8.根据权利
9.根据权利要求6所述的抗氧化MXene基电磁屏蔽复合薄膜,其特征在于,所述抗氧化MXene基电磁屏蔽复合薄膜的电导率均高于2200S/cm。
10.一种根据权利要求6至9任意一项所述的抗氧化MXene基电磁屏蔽复合薄膜在制备电磁屏蔽器件中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种抗氧化mxene基电磁屏蔽复合薄膜的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的抗氧化mxene基电磁屏蔽复合薄膜的制备方法,其特征在于,所述s1中,所述采用酸刻蚀法制备mxene分散液的过程如下:
3.根据权利要求1所述的抗氧化mxene基电磁屏蔽复合薄膜的制备方法,其特征在于,所述s2中,所述制备go分散液的过程为:
4.根据权利要求3所述的抗氧化mxene基电磁屏蔽复合薄膜的制备方法,其特征在于,所述设定时间为30~40min。
5.根据权利要求1所述的抗氧化mxene基电磁屏蔽复合薄膜的制备方法,其特征在于,所述go分散液与mxene分散液的用量比为1ml:50mg。
6.一种根据权利要求1至5任意一项...
【专利技术属性】
技术研发人员:卓龙海,缑鹏飞,谢璠,何丽霞,王宇涵,
申请(专利权)人:陕西科技大学,
类型:发明
国别省市:
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