本發(fā)明屬于新材料領(lǐng)域，具體涉及ni納米顆粒增強(qiáng)多孔電磁屏蔽薄膜，還涉及ni納米顆粒增強(qiáng)多孔電磁屏蔽薄膜的制備方法。

背景技術(shù)：

1、電磁屏蔽材料是一種能屏蔽電磁波保護(hù)電子器件和設(shè)備的功能材料，目前商用的電磁屏蔽材料以金屬及其合金為主，存在密度大、耐腐蝕性差和加工困難等問題，這使得其應(yīng)用受限。ti3c2tx?mxene材料，具有良好的導(dǎo)電性、重量輕、比表面積大和機(jī)械強(qiáng)度高等特點(diǎn)。得益于內(nèi)部豐富的載流子，ti3c2tx?mxene表現(xiàn)出類金屬的導(dǎo)電性，對介電損耗主導(dǎo)的電磁屏蔽十分有利。另外，ti3c2tx?mxene的表面存在著大量的缺陷和末端基團(tuán)，極易導(dǎo)致電子分布不均勻，在外場作用下聚集電子會(huì)形成偶極子，從而產(chǎn)生極化損耗衰減電磁波。

2、但是，受限于本征電導(dǎo)率過高、阻抗匹配差和單損耗機(jī)制等因素，ti3c2tx?mxene電磁屏蔽性能距商用要求仍有一定差距。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供ni納米顆粒增強(qiáng)多孔電磁屏蔽薄膜，通過ni納米顆粒與ti3c2tx?mxene在性能方面的協(xié)同作用，以及多孔結(jié)構(gòu)的阻抗匹配調(diào)控，解決了單一的ti3c2tx?mxene電磁屏蔽性能較低的問題。

2、本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供ni納米顆粒增強(qiáng)多孔電磁屏蔽薄膜的制備方法，該方法簡單易操作，制備得到的薄膜通過ni納米顆粒與ti3c2tx?mxene在性能方面的協(xié)同作用，以及多孔結(jié)構(gòu)的阻抗匹配調(diào)控，解決了單一的ti3c2tx?mxene電磁屏蔽性能較低的問題。

3、本發(fā)明所采用的第一個(gè)技術(shù)方案是，ni納米顆粒增強(qiáng)多孔電磁屏蔽薄膜的制備方法，具體包括以下步驟：

4、步驟1，pmma@ni/ti3c2tx?mxene納米球的制備；

5、步驟2，ni/ti3c2tx?mxene多孔復(fù)合薄膜的制備。

6、本發(fā)明的特征還在于：

7、步驟1具體按照以下步驟實(shí)施：

8、步驟1.1，模板法制備pmma/ti3c2tx?mxene納米球混合溶液：

9、首先配制濃度為10mg/ml～20mg/ml的pmma納米球分散液，超聲處理1h～3h，再配制濃度為2mg/ml～4mg/ml的ti3c2tx?mxene納米片分散液；將ti3c2tx?mxene納米片分散液并緩慢滴入pmma納米球分散液中，混合溶液中pmma和ti3c2tx?mxene納米片的質(zhì)量比為1:1～2，將混合溶液冰浴超聲處理20min～40min，磁力攪拌2h～5h，得到pmma/ti3c2tx?mxene納米球混合溶液；

10、步驟1.2，水熱法制備pmma@ni/ti3c2tx?mxene納米球：

11、將nicl2·6h2o溶于無水乙醇中，配成濃度為0.6mg/ml～4mg/ml的溶液，超聲處理20min～40min混合均勻，將溶液滴加至步驟1.1得到的pmma/ti3c2tx?mxene納米片混合溶液中，待溶液滴加完后繼續(xù)攪拌1h～3h得到混合溶液a，將naoh加入混合溶液a中，naoh在混合溶液a中的濃度為0.5g/ml～0.8g/ml，然后冰浴攪拌20min～40min使其充分溶解得到混合溶液b；再將n2h4·h2o滴加至混合溶液b中，n2h4·h2o與無水乙醇的體積比為1:1～3，攪拌20min～40min得到混合溶液c，將充分?jǐn)嚢璧幕旌先芤篶放入不銹鋼反應(yīng)釜，接著在120℃～150℃的干燥箱中進(jìn)行10h～15h的水熱反應(yīng)，反應(yīng)完畢后，洗滌干燥得到黑色的pmma@ni/ti3c2tx?mxene納米球粉末。

12、步驟1.1中：pmma納米球的尺寸是200nm～600nm；ti3c2tx?mxene納米片由ti3alc2粉末經(jīng)化學(xué)刻蝕法制備得到，刻蝕劑為hcl/lif。

13、步驟2具體按照以下步驟實(shí)施：

14、取濃度為2mg/ml～4mg/ml?ti3c2tx?mxene納米片分散液進(jìn)行第一層抽濾，待第一層水分抽干后，將根據(jù)步驟1.2制備pmma@ni/ti3c2tx?mxene納米球粉末溶于去離子水中，制成濃度為8mg/ml～16mg/ml的分散液，再將8mg/ml～16mg/ml的pmma@ni/ti3c2tx?mxene納米球分散液進(jìn)行第二層抽濾，待第二層水分抽干后再取的濃度為2mg/ml～4mg/ml的ti3c2txmxene納米片分散液進(jìn)行第三層抽濾；三層濾液的體積比為1:1～4:1，整個(gè)薄膜水分抽干后帶濾膜一同取出，真空冷凍干燥20h～28h后脫離濾膜，即獲得pmma@ni/ti3c2tx?mxene薄膜，將其置于石英舟中，放入管式爐，通ar氣體保護(hù)，以2℃/min～5℃/min的升溫速率加熱至400℃～600℃，保溫1h～3h，隨爐冷卻至室溫后獲得ni/ti3c2tx?mxene多孔復(fù)合薄膜。

15、本發(fā)明所采用的第二個(gè)技術(shù)方案是，ni納米顆粒增強(qiáng)多孔電磁屏蔽薄膜，由上述的方法制備得到。

16、本發(fā)明的有益效果是：

17、(1)本發(fā)明方法通過模板法來制備pmma/ti3c2tx?mxene納米球，然后利用水熱法來制備pmma@ni/ti3c2tx?mxene納米球，將上述制備的pmma@ni/ti3c2tx?mxene納米球引入薄膜材料中，利用熱處理、真空輔助抽濾和冷凍干燥獲得兼具多孔結(jié)構(gòu)和磁-介電損耗能力的ni/ti3c2tx?mxene多孔薄膜。同時(shí)本發(fā)明制備ni/ti3c2tx?mxene多孔薄膜的方法，具有工藝流程簡單的特點(diǎn)。

18、(2)本發(fā)明方法解決了當(dāng)前商用的以金屬及其合金為主的電磁屏蔽材料存在的密度大、耐腐蝕性差和加工困難的問題，除此之外，通過ni納米顆粒、ti3c2tx?mxene性能方面的協(xié)同作用，以及空心結(jié)構(gòu)優(yōu)化阻抗匹配，解決了ti3c2tx?mxene電磁屏蔽性能較低的問題。

19、(3)本發(fā)明薄膜通過ti3c2tx?mxene與磁性ni納米顆粒結(jié)合，能夠賦予ti3c2txmxene材料磁損耗能力，同時(shí)結(jié)合多孔結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化阻抗匹配，通過性能和結(jié)構(gòu)的協(xié)同優(yōu)化作用來實(shí)現(xiàn)電磁屏蔽性能的增強(qiáng)。

技術(shù)特征：

1.ni納米顆粒增強(qiáng)多孔電磁屏蔽薄膜的制備方法，其特征在于，具體包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ni納米顆粒增強(qiáng)多孔電磁屏蔽薄膜的制備方法，其特征在于，步驟1具體按照以下步驟實(shí)施：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ni納米顆粒增強(qiáng)多孔電磁屏蔽薄膜的制備方法，其特征在于，步驟1.1中：pmma納米球的尺寸是200nm～600nm；ti3c2txmxene納米片由ti3alc2粉末經(jīng)化學(xué)刻蝕法制備得到，刻蝕劑為hcl/lif。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ni納米顆粒增強(qiáng)多孔電磁屏蔽薄膜的制備方法，其特征在于，步驟2具體按照以下步驟實(shí)施：

5.ni納米顆粒增強(qiáng)多孔電磁屏蔽薄膜，其特征在于，由權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述的方法制備得到。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開Ni納米顆粒增強(qiáng)多孔電磁屏蔽薄膜的制備方法，具體包括以下步驟：步驟1，PMMA@Ni/Ti<subgt;3</subgt;C<subgt;2</subgt;T<subgt;x</subgt;?MXene納米球的制備；步驟2，Ni/Ti<subgt;3</subgt;C<subgt;2</subgt;T<subgt;x</subgt;?MXene多孔復(fù)合薄膜的制備。還公開了Ni納米顆粒增強(qiáng)多孔電磁屏蔽薄膜，通過Ni納米顆粒與Ti<subgt;3</subgt;C<subgt;2</subgt;T<subgt;x</subgt;?MXene在性能方面的協(xié)同作用，以及多孔結(jié)構(gòu)的阻抗匹配調(diào)控，解決了單一的Ti<subgt;3</subgt;C<subgt;2</subgt;T<subgt;x</subgt;?MXene電磁屏蔽性能較低的問題。

技術(shù)研發(fā)人員：劉和光,邵晨騫,田娜,游才印
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西安理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2