基于二维MXene纳米复合材料的制备及电磁性能研究
由于各国武器的更新，军备技术的不断创新，对吸波技术提出了越来越高的要求。单一成分的吸波剂已经无法完全满足于实际应用，因此纳米复合材料成为吸波领域的热点。将具有不同损耗机制的多层MXene纳米片与NiFe2O4复合，进而与PPy进行三元复合既可以减轻传统铁氧体吸收剂的重量，也可以有效的避免纳米颗粒的团聚，同时损耗机制的不同也可以达到更好的吸波性能。本文基于MXene纳米片，制备合成了MXene/NiFe2O4二元复合材料、以及MXene/NiFe2O4/PPy三元复合材料。主要工作如下： 1、采用直接HF刻蚀法，探索了HF体积和浓度对Ti3AlC2粉末刻蚀效果的影响，结果表明，加入20ml浓度为30%的HF溶液，在35℃刻蚀24h的实验条件下，可以获得层间距最大且层状结构完整的多层MXene纳米片。对多层纳米片进行扩层处理，研究了扩层剂、温度和时间对扩层效果的影响，得到最佳扩层工艺为，使用DMF作为扩层剂在120℃热处理8h，能在在不破坏其多层层状结构的前提下很好的增大层间距，使纳米片的层间距增加到1.33nm。 2、采用简单的水热方法，在最佳工艺条件180°热处理12h，制备了不同复合比例的MXene/NiFe2O4纳米复合材料，观察到NiFe2O4晶粒在MXene的层间进行结晶。研究了复合材料的电磁性能，复介电常数ε随MXene纳米片的添加而增大，复磁导率μ随MXene纳米片含量的增加而变小。研究了MXene/NiFe2O4复合材料吸波性能。随着MXene纳米片含量的增加，复合材料的吸波性能在增强，40%MXene/NiFe2O4在拟厚度为2.5-3.0mm时，在13.2GHz获得最小反射损耗-41.2dB。此外，随着MXene纳米片含量的增加吸收峰从16.8GHz向低频移动到13.2GHz。 3、使用原位复合的方法，制备了MXene/NiFe2O4/PPy三元复合材料，研究了复合材料的电磁性能，复介电常数ε相比二元MXene/NiFe2O4有显著的提高，复磁导率μ略有增加。研究了三元复合材料的吸波性能，结果表明，在厚度为1.5mm时，在15.5GHz处，获得最小反射损耗-45.4dB。相对二元复合材料能在更薄的厚度获得更好的吸波性能。
二维MXene纳米复合材料;吸波性能;三元复合材料
上海应用技术大学
硕士
化学工程
王占勇;罗从启
2020
中文
TB33
2021-11-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）