一种MXene空心膜材料及其制备方法

本发明属于薄膜材料制备，涉及一种mxene空心膜材料及其制备方法。

背景技术：

1、电磁波吸收材料(吸波材料)可以有效降低武器装备的雷达信号特征,提高其战场生存能力,且在治理电子设备间的电磁干扰和防范电磁波对人体健康的危害等民用领域也有广泛应用。近年来,作为一种新兴的类石墨烯二维材料,mxene具有大比表面积、丰富的表面官能团等结构特点,在电磁防护材料领域倍受青睐。虽mxene被认为是一种极为适合应用于电磁防护领域的二维新材料,但是在制备电磁防护复合材料过程中，存在片层分散不均匀、易于团聚以及阻抗失配等问题,导致复合材料在制备、结构调控和性能提升方面存在着严重的挑战。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种mxene空心膜材料及其制备方法，该方法制备得到的材料能够避免出现片层分散不均匀、易于团聚以及阻抗失配的问题。

2、为达到上述目的，本发明公开了一种mxene空心膜材料，具有空心膜形貌，所述空心膜形貌由片状mxene及空心mxene球组成。

3、本发明公开了一种mxene空心膜材料的制备方法，包括以下步骤：

4、将氟化锂及max加入到酸溶液中进行刻蚀反应，将生成的单层mxene与pmma的溶液混合，得pmma@mxene溶液，然后将mxene与pmma@mxene溶液按照顺序加入到抽滤瓶中抽滤成膜，然后在氩气气氛下进行煅烧，得mxene空心膜材料。

5、所述酸溶液为盐酸溶液。

6、酸溶液的摩尔浓度为8mol/l-10mol/l。

7、酸溶液的摩尔浓度为9mol/l-10mol/l。

8、max与氟化锂的比例为(0.45-0.55)g：(0.8-1.0)g。

9、所述pmma的直径为1.8μm-2.0μm。

10、所述刻蚀反应的温度为30℃-50℃，时间为12h-48h。

11、刻蚀反应的温度为35℃-45℃，刻蚀反应的时间为24-48h。

12、所述pmma的溶液为pmma的乙醇溶液。

13、本发明具有以下有益效果：

14、本发明所述的mxene空心膜材料及其制备方法在具体操作时，以max、氟化锂及酸溶液作为原料，通过产生的氢氟酸max相中的al原子被剥离的同时形成ti3c2，暴露出的ti原子具有很好的反应活性，易于与h2o及hf酸发生反应，形成具有-oh和-f的化合物，由此成功得到单层mxene，并以此为基础制备mxene空心膜材料，所得mxene空心膜材料不易出现片层分散不均匀、易于团聚以及阻抗失配的问题，原料来源广泛，环境友好，可持续性强，可实现规模化生产，且所得到的mxene空心膜材料由两种不同的结构基元组成，引入了空气极大地改善了纯mxene材料的阻抗匹配，使其拥有出色的吸波性能。

技术特征：

1.一种mxene空心膜材料，其特征在于，具有空心膜形貌，所述空心膜形貌由片状mxene及空心mxene球组成。

2.一种mxene空心膜材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的mxene空心膜材料的制备方法，其特征在于，所述酸溶液为盐酸溶液。

4.根据权利要求2所述的mxene空心膜材料的制备方法，其特征在于，酸溶液的摩尔浓度为8mol/l-10mol/l。

5.根据权利要求2所述的mxene空心膜材料的制备方法，其特征在于，酸溶液的摩尔浓度为9mol/l-10mol/l。

6.根据权利要求2所述的mxene空心膜材料的制备方法，其特征在于，max与氟化锂的比例为(0.45-0.55)g：(0.8-1.0)g。

7.根据权利要求2所述的mxene空心膜材料的制备方法，其特征在于，所述pmma的直径为1.8μm-2.0μm。

8.根据权利要求2所述的mxene空心膜材料的制备方法，其特征在于，所述刻蚀反应的温度为30℃-50℃，时间为12h-48h。

9.根据权利要求2所述的mxene空心膜材料的制备方法，其特征在于，刻蚀反应的温度为35℃-45℃，刻蚀反应的时间为24-48h。

10.根据权利要求2所述的mxene空心膜材料的制备方法，其特征在于，所述pmma的溶液为pmma的乙醇溶液。

技术总结本发明公开了一种MXene空心膜材料及其制备方法，所述MXene空心膜材料具有空心膜形貌，所述空心膜形貌由片状MXene及空心MXene球组成。所述MXene空心膜材料的制备方法，包括以下步骤：将氟化锂及MAX加入到酸溶液中进行刻蚀反应，将生成的单层MXene与PMMA的溶液混合，得PMMA@MXene溶液，然后将MXene与PMMA@MXene溶液按照顺序加入到抽滤瓶中抽滤成膜，然后在氩气气氛下进行煅烧，得MXene空心膜材料，该方法制备得到的材料能够避免出现片层分散不均匀、易于团聚以及阻抗失配的问题。技术研发人员：李晓,周迪,周昊玮,李曼,张锦霖受保护的技术使用者：西安交通大学技术研发日：技术公布日：2024/6/11