一种吸波材料MXene@MnO2及其制备方法

本发明属于电磁波吸收材料，涉及一种吸波材料mxene@mno2及其制备方法。

背景技术：

1、随着电子技术的快速发展，电磁波在无线通讯、信息传输和雷达探测等领域的广泛应用使得电磁波辐射问题日益突出，严重威胁着人类的生命健康、仪器的正常运行及战场设备的生存能力。具有高的电磁波损耗能力的材料可以有效地吸收电磁波，是应对电磁波辐射问题及提高战场设备隐身能力的重要材料。

2、过渡金属碳化物mxene是一类新兴的二维材料，由过渡金属、碳和氮组成。mxene材料以其独特的物理、化学和电学性质而在多个领域展现出巨大的应用潜力。过渡金属碳化物mxene作为二维材料，具有大比表面积，高导电性与极化损耗能力，拥有成为高性能吸波材料的潜力。其中，ti3c2tx更是得到了广泛的研究。

3、然而，由于过渡金属碳化物mxene存在阻抗不匹配等问题，限制了其吸波能力。

4、因此，需要一种能够改善mxene材料的阻抗匹配的方法来解决上述技术问题。

技术实现思路

1、本发明解决技术问题所采取的技术方案是：一种吸波材料mxene@mno2的制备方法，包括以下步骤：

2、步骤s1：将max加入到氢氟酸溶液中进行刻蚀，生成多层mxene；以max、氢氟酸溶液作为原料，通过氢氟酸使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和hf酸发生反应，形成具有-oh和-f的化合物，由此成功得到多层mxene；

3、步骤s2：将步骤s1生成的多层mxene与高锰酸钾溶液加入到盐酸溶液中混合，随后将混合溶液进行水热反应；

4、步骤s3：将步骤s2得到的产物在真空烘箱烘干得到mxene@mno2。

5、优选的，所述步骤s1中，氢氟酸溶液的浓度为30-50％。

6、更优的，所述氢氟酸溶液的浓度为35-45％。

7、优选的，所述步骤s1与步骤s2中，max的用量与高锰酸钾的用量比为：0.9-1.1g：1.0-3.0mmol。

8、优选的，所述步骤s2中，水热反应的温度为140-160℃，时间为4-8h。

9、更优的，所述水热反应的温度为145-155℃，时间为5-7h。

10、优选的，所述步骤s3中，真空烘干温度为70-90℃，烘干时间为4-8h。

11、本发明还公开一种吸波材料mxene@mno2，所述吸波材料mxene@mno2根据上述的吸波材料mxene@mno2的制备方法制得，吸波材料mxene@mno2由多层mxene与大孔径四方纳米管mno2组合形成，吸波材料mxene@mno2形貌由大孔径四方纳米管mno2在多层mxene层间生长形成。

12、本发明的有益效果是：

13、1.本发明所公开的mxene基复合材料及制备方法，该方法原料来源广泛，环境友好，可持续性强，可实现规模化生产，通过引入mno2与自身水热氧化生成的tio2的电导率不同产生的界面极化来改善mxene材料的阻抗匹配，大幅提升了mxene材料的吸波性能。

14、2.本发明中的制备方法所得到的mxene基复合材料，由两种不同的结构基元组成。

15、3.本发明公开的mxene基复合材料中，mno2晶柱在mxene片层成核生长，而二者的晶格参数存在差异，从而产生了大量的晶格缺陷，并且引入了空气极大地改善了多层mxene材料的阻抗匹配，使其拥有出色的吸波性能。

技术特征：

1.一种吸波材料mxene@mno2的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种吸波材料mxene@mno2的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中，氢氟酸溶液的浓度为30-50％。

3.根据权利要求2所述的一种吸波材料mxene@mno2的制备方法，其特征在于，所述氢氟酸溶液的浓度为35-45％。

4.根据权利要求1所述的一种吸波材料mxene@mno2的制备方法，其特征在于，所述步骤s1与步骤s2中，max的用量与高锰酸钾的用量比为：0.9-1.1g：1.0-3.0mmol。

5.根据权利要求1所述的一种吸波材料mxene@mno2的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中，水热反应的温度为140-160℃，时间为4-8h。

6.根据权利要求5所述的一种吸波材料mxene@mno2的制备方法，其特征在于，所述水热反应的温度为145-155℃，时间为5-7h。

7.根据权利要求1所述的一种吸波材料mxene@mno2的制备方法，其特征在于，所述步骤s3中，真空烘干温度为70-90℃，烘干时间为4-8h。

8.一种吸波材料mxene@mno2，其特征在于，所述吸波材料mxene@mno2根据权利要求1至7任一权利要求所述的吸波材料mxene@mno2的制备方法制得，所述吸波材料mxene@mno2由多层mxene与大孔径四方纳米管mno2组合形成，所述吸波材料mxene@mno2形貌由大孔径四方纳米管mno2在多层mxene层间生长形成。

技术总结本发明属于电磁波吸收材料技术领域，涉及一种吸波材料MXene@MnO<subgt;2</subgt;及其制备方法，包括：步骤S1：将MAX加入到氢氟酸溶液中进行刻蚀，生成多层MXene；步骤S2：将步骤S1生成的多层MXene与高锰酸钾溶液加入到盐酸溶液中混合，随后将混合溶液进行水热反应；步骤S3：将步骤S2得到的产物在真空烘干得到MXene@MnO<subgt;2</subgt;；发明的MXene基复合材料及制备方法，该方法原料来源广泛，环境友好，可持续性强，可实现规模化生产，通过引入MnO<subgt;2</subgt;与自身水热氧化生成的TiO<subgt;2</subgt;的电导率不同产生的界面极化来改善MXene材料的阻抗匹配，大幅提升了MXene材料的吸波性能。技术研发人员：李晓,周迪,周昊玮,刘峻宇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：2024/12/2