[發明專利]一種復合材料及其制備方法和用途

有效

• 申請號: 202110529575.2
• 申請日: 2021-05-14
• 公開（公告）號: CN113258301B
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發明（設計）人: 陸偉;潘飛
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: H01Q17/00
• 分類號: H01Q17/00;H05K9/00;C01B32/921
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 高燕;許亦琳

本發明屬于功能材料領域，具體涉及一種復合材料及其制備方法和用途。一種復合材料的制備方法，以碳化鈦粉末為基材，鈷鹽和表面活性劑在還原劑作用下進行水熱反應，形成鈷顆粒并沉積在碳化鈦粉末上，獲得所述的復合材料。本申請通過化學刻蝕方法得到層狀Ti₃C₂材料，然后利用磁場誘導下硼氫化鈉還原鈷鹽在層狀碳化鈦粉末的表面原位生長鏈狀的鈷顆粒，得到復合材料。通過實驗驗證，該復合材料具備優異的電磁波吸收能力，本申請的復合材料的制備方法具有穩定、可控、簡單易操作的特點。

技術領域

本發明屬于功能材料領域，具體涉及一種復合材料及其制備方法和用途。

背景技術

隨著科技的進步和信息技術的快速發展，帶來的成果方便了人類的生活。據媒體報道，2020年是第5代移動網絡(5G)電信的第一年的爆發，5G給我們帶來了顛覆性體驗，比如超高速網速、無人駕駛汽車、虛擬現實技術。然而，當我們享受所技術帶來的便利的同時，來自無線通信設備電磁波污染也時刻威脅到人類的健康。此外，在現代戰爭中，很多先進的航空設備是敵人的打擊目標，所以隱形技術是躲避雷達探測的關鍵解決方案，而軍用微波吸收材料涂層設備是一種有效的反檢測方法?？紤]這些情況下，設計和開發的高性能吸波材料被認為是解決這些問題最有效的方法。近些年，研究者們也致力于開發研究同時具有薄匹配厚度、寬吸收帶寬、輕量化、強吸收能力的電磁吸收材料。根據電磁波損耗特性，電磁吸收材料可分為導電材料、介電材料和磁性材料三大類。

在高性能吸波材料的研究過程中，二維納米材料因為具有大長寬比、大比表面積、良好的電導率、官能團豐富，密度低等特點，吸引全世界廣泛關注。MXene作為一種新型二維材料，在2011年首次被發現，和其它二維材料相比，MXene還具有許多優點，有利于它在吸波領域的運用。首先，在合成過程中會引入許多缺陷MXene的過程，這些缺陷會導致偶極子極化并提高吸波性能；其次,MXene上豐富的的官能團使它更容易復合其它物質，方便調節材料的吸波性能；第三，較大的層間距會導致多重反射和散射?？墒?，高電導率使MXene具有較強的介電損耗，與石墨烯類似，需要通過與其他損耗材料耦合進一步提高吸波性能。為了克服上述缺點，一種有效的方法是精心設計磁性材料和MXene的復合材料，從而利用兩者之間的協同作用。雖然通過磁性材料與MXene復合，電磁波吸收性能有了實質性的提高。然而，如何更進一步優化磁性材料的結構來制備高性能的電磁吸收材料仍存在一定難度。

磁場作為一種新的自組裝動力源，近年來受到了廣泛的關注。磁場誘導自組裝能將能量無接觸地傳遞給物質的微觀尺度，使一些分子、原子、膠體以及微納米顆粒發生取向、遷移、排列等一系列的變化，使微觀尺度自行聚集形成規則有序的結構因此，為電磁復合吸波材料的成分可調、結構可控設計提供了一種新方法。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種復合材料及其制備方法和用途，用于解決現有技術中的問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明是通過以下技術方案獲得的。

本發明的目的之一在于提供一種復合材料的制備方法，包括如下步驟：以碳化鈦粉末為基材，鈷鹽和表面活性劑在還原劑作用下進行水熱反應，形成鈷顆粒并沉積在碳化鈦粉末上，獲得所述的復合材料。

優選地，所述鈷顆粒定向排列在碳化鈦粉末上，呈長鏈狀。

優選地，所述鈷鹽選自氯化鈷、硝酸鈷中的一種或兩種。

優選地，所述表面活性劑為聚乙二醇。更優選地，所述聚乙二醇的分子量為2000～6000。

優選地，所述還原劑為硼氫化鈉。

優選地，所述碳化鈦粉末、鈷鹽、還原劑和表面活性劑的質量比為1:(3.5～4)：(10～12)：(0.8～1)。

優選地，所述水熱反應的溫度為60～80℃。

更優選地，所述水熱反應的溫度為70～80℃。