CN109019688A - 掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂及其制备方法 - Google Patents

掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂及其制备方法，该吸收剂的化学式为D x Mo1‑x S2，其中D为过渡金属元素。其制备方法包括：将钼源、硫源、过渡金属盐和水混合，所得混合溶液进行水热反应，得到本发明吸收剂。本发明掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂具有阻抗匹配效果好、吸波性能强、均匀性好等优点，符合“薄、轻、宽、强”的要求，可用于电磁辐射的防护，如可作为手机、家用电器的电磁辐射防护材料，有着较好的应用价值和应用前景，其制备方法具有工艺简单、易操作、生产成本低、产率高等优点，适合于大规模制备，利于工业化生产。

Description

掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂及其制备方法
技术领域
本发明属于微波吸收剂与电磁屏蔽材料技术领域，具体涉及一种过渡金属元素掺杂的磁性二硫化钼微波吸收剂及其制备方法。
背景技术
研究和开发高性能的微波吸收材料是本领域的一个重大课题。MoS2是近年来研究较多、较为重要的一种二维材料，具有类似石墨烯材料的层状结构，这种材料不仅在储能、催化、润滑、半导体等众多领域有着广泛应用，还具备优异的微波吸收特性。2015年9月，Ning等首次考察了超声机械剥离的MoS2纳米片的电磁参数，并与微米级MoS2进行对比，发现：MoS2纳米片的介电常数是MoS2块体材料的两倍。同轴环样品中吸收剂含量为60wt%，拟合厚度为2.4mm时，纳米片的最大反射损耗为−38.42dB，是块体材料的4倍。纳米片的有效带宽为4.1GHz（9.6~13.76GHz），与碳基纳米材料的吸波性能相当。Liang等研究了水热制备MoS2纳米片的微波吸收特性，当拟合厚度为2.2mm时：最低反射损耗值为−47.8dB，对应12.8GHz，有效带宽4.5 GHz(11~15.5 GHz)。值得注意的是，当厚度仅有1.9mm时，有效带宽达5.2GHz。但是，纯MoS2是一种电损耗型吸收剂，高介电常数与低磁导率之间的差距，严重影响了阻抗匹配效果，增加了吸波材料表面对电磁波的反射。为了解决上述问题，需要对MoS2的电磁参数进行调整，比如增大复磁导率μ。μ的增加，不仅可以改善阻抗匹配，而且还可能因为磁损耗的引入而增加材料对入射电磁波的衰减能力，最终得到“薄、轻、宽、强”的新型吸波材料。
要增大MoS2的复磁导率，最容易想到的方法就是与磁性吸收剂复合，这也是吸波领域普遍做法。但除此之外，对吸收剂本身进行改性以实现磁性的引入，也是一种可能的方案。这种做法可以避免复合吸收剂因为团聚及分布不均而带来的负面影响。理论计算表明，MoS2块体是抗磁性的，扶手椅形纳米带为无磁半导体，而锯齿形MoS2纳米带可表现出金属性和磁性，这种磁基态源自于MoS2锯齿状边缘，所以磁性有无与纳米带的宽度和厚度无关，但强度会随着纳米片长度的减小而增大。将2维纳米片切割成1维纳米带可以使MoS2具备磁性，同时，施加电场或应变、表面功能化、缺陷的引入以及元素掺杂也能在2D MoS2中引入磁矩，使其变为软磁材料。2013年，Schwingenschlӧgl等人首次利用第一性原理，计算了几乎所有过渡金属元素掺杂对单层MoS2稳定性和磁性能的影响，发现所有掺杂原子与MoS2的结合都很稳定，其中V、Cr、Mn、Fe、Co掺杂的单层MoS2磁矩分别为1.0、4.0、3.0、3.0、1.0 μB，并提出(Mo, X)S2 (X = Mn, Fe, Co和Zn)是研究二维稀磁半导体的可能体系。Saab等计算了3d金属（Me = V, Cr, Mn, Fe, Co）边缘掺杂对单层MoS2磁性的影响，发现：Mn掺杂得到的磁矩最大，Co掺杂得到的磁矩很小（0.6−0.7 μB）。Wang等计算了单层MoS2中Co掺杂浓度对磁性能的影响，结果表明：低浓度（4 at% or 6.25 at%）掺杂会引入3μB的磁矩，但是掺杂浓度增大（8 at%, or 11.1 at%, or 12.5 at%）反而会降低其磁矩。Tian等利用第一性原理计算了Co掺杂MoS2纳米带的磁性能，发现：Co掺杂扶手椅型MoS2纳米带仍然无磁性，但锯齿型MoS2纳米带呈现较强的铁磁性，并且居里温度在室温以上。掺杂的3d过渡金属倾向于替换MoS2纳米带最外层的原子。
但是上述的研究均为理论研究，且这些理论研究几乎都是针对单层MoS2，对于实验制备的少层或多层MoS2，这些理论是否适用，不得而知。目前只有少数关于元素掺杂获得MoS2磁性材料的实验报道，但结果迥异，与理论预测不相符。此外，实验工作也和理论研究工作一样，目的是为了获得稀磁半导体，是围绕自旋电子器件用这一应用背景而展开的。究竟过渡金属掺杂能否有效调节MoS2的电磁参数，使其吸波性能得到改善，无任何报道。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种阻抗匹配效果好、吸波性能强、均匀性好的掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂及其制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂，所述掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂的化学式为D x Mo1-x S2，其中D为过渡金属元素。
上述的掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂，进一步改进的，所述D x Mo1-x S2中x≤0.14。更进一步改进的，x为≤0.1。再进一步改进的，x为0.03～0.07。
上述的掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂，进一步改进的，所述过渡金属元素为铁、钴、镍、铜、锌、钛、钒、铬、锰、锆、铌、钌中的至少一种。更进一步改进的，所述过渡金属元素为铁、钴、镍、锌、锰中的至少一种。
上述的掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂，进一步改进的，所述掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂的匹配厚度为2.0mm～3.4mm，最大反射损耗值为−65dB～−35dB，反射损耗值小于−10dB的有效带宽为2.2 GHz～7.0GHz。
作为一个总的技术构思，本发明还提供了一种上述的掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂的制备方法，包括以下步骤：
S1、将钼源、硫源、过渡金属盐和水混合，得到混合溶液；
S2、将混合溶液进行水热反应，得到掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂。
上述的制备方法，进一步改进的，所述步骤S1中，所述钼源与过渡金属盐的质量比≥5。更进一步改进的，所述钼源与过渡金属盐的质量比为2.42∶0.07～0.474。
上述的制备方法，进一步改进的，所述钼源、硫源和水的比例为2.42g∶1.50g∶100mL～2.42g∶3.76g∶100mL。
上述的制备方法，进一步改进的，所述步骤S1中，所述钼源为钼酸盐；所述钼酸盐为钼酸钠、钼酸钾、钼酸铵中的至少一种；所述硫源为硫代乙酰胺；所述过渡金属盐为乙酸铁、乙酸钴、乙酸镍、乙酸铜、乙酸锌、乙酸钛、乙酸钒、乙酸铬、乙酸锰、乙酸锆、乙酸铌、乙酸钌中的至少一种。
上述的制备方法，进一步改进的，所述步骤S2中，所述水热反应过程中调节混合溶液的pH值为6～8；所述水热反应的温度为160℃～220℃；所述水热反应的时间为12h～24h。
上述的制备方法，进一步改进的，所述步骤S2中，水热反应完成后还包括对反应产物进行离心、洗涤和干燥。
上述的制备方法，进一步改进的，所述离心在转速为7000rpm～12000rpm下进行；所述离心的时间为5min～20min；所述洗涤采用的是水和无水乙醇；所述洗涤的次数为采用水和无水乙醇各洗涤1次～4次；所述干燥在温度为60℃～80℃下进行；所述干燥的时间为7h～10h。
本发明的主要创新点在于：
针对现有MoS2微波吸收材料存在的阻抗匹配效果差、吸波性能差、均匀性不足、制备成本高、收率低等问题，本发明提出了以下优化：在成分方面，采用过渡金属元素对MoS2进行掺杂，通过掺杂过渡金属元素实现对MoS2的电、磁性能的调整和优化，不仅有利于改善阻抗匹配，使更多的电磁波能够进入吸波材料的内部，而且可能引入磁损耗，使入射的电磁波更多地被衰减掉，最终实现吸波性能的提升；同时，这种设计可以使一种材料内部同时发生电损耗和磁损耗，避免了将不同类型吸收剂混合可能存在的均匀性问题，并且还可能使两种损耗机制在分子尺度上发生耦合作用，以进一步强化材料的损耗能力。在制备方法上，采用的水热法特别适合于对MoS2进行过渡金属元素掺杂，可对掺杂元素种类、含量及产物形貌进行有力调控，从而制备得到阻抗匹配效果好、吸波性能强、均匀性好的掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂，且制备成本低、产率高。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
（1）本发明提供了一种掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂，化学式为D x Mo1-x S2，其中D为过渡金属元素。本发明掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼吸收剂的匹配厚度为2.0mm～3.4mm，最大反射损耗值为−65dB～−35dB，反射损耗值小于−10 dB的有效带宽为2.2GHz～7.0GHz。通常吸波效果应该综合考虑三个参数：涂层厚度、最高反射损耗值和有效带宽，理想的吸收剂是希望在厚度尽可能薄的情况下，反射损耗值尽可能高、有效带宽尽可能宽，而本发明掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂在这三个效果参数上都得到了显著进步，更接近理想吸收剂的“薄、轻、宽、强”要求。本发明掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂具有阻抗匹配效果好、吸波性能强、均匀性好等优点，可用于电磁辐射的防护，如可作为手机、家用电器的电磁辐射防护材料，有着较好的应用价值和应用前景。
（2）本发明掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂中，过渡金属元素的掺杂能够将非磁性的二硫化钼转化为铁磁性材料，而材料磁导率的提高，使得阻抗匹配被改善的同时，吸收剂衰减电磁波的机制也从单一的电损耗型变成电损耗、磁损耗兼备型。而且，过渡金属元素还能通过影响二硫化钼半导体的带隙而调整其介电常数，并且掺杂可能带来更多的缺陷，以加强材料对电磁波的电阻损耗和介电损耗能力。本发明掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂，通过掺杂过渡金属元素，能够降低反射损耗值，拓宽微波吸收频带，而且使匹配厚度大大降低，满足了吸波材料所要求的“薄、轻、宽、强”的目标，是一种理想的高性能微波吸收剂。
（3）本发明还提供了一种掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂的制备方法，以钼源（如钼酸钠）、硫源（如硫代乙酰胺）和过渡金属盐为原料通过水热法制备得到阻抗匹配效果好、吸波性能强、均匀性好的掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂，具有工艺简单、易操作、生产成本低、产率高等优点，适合于大规模制备，利于工业化生产。
附图说明
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。
图1为本发明实施例1中制备的掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂（Ni0.03Mo0.97S2）的XRD图谱。
图2为本发明实施例1中制备的掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂（Ni0.03Mo0.97S2）的SEM图。
图3为本发明实施例1中制备的掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂（Ni0.03Mo0.97S2）的VSM曲线图。
图4为本发明实施例1中制得的掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂（Ni0.03Mo0.97S2）的反射损耗图谱。
图5为本发明实施例2中制得的掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂（Ni0.07Mo0.93S2）的VSM曲线图。
图6为本发明实施例2中制得的掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂（Ni0.07Mo0.93S2）的反射损耗图谱。
图7为本发明实施例3中制得的掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂（Mn0.03Mo0.97S2）的VSM曲线图。
图8为本发明实施例3中制得的掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂（Mn0.03Mo0.97S2）的反射损耗图谱。
图9为对比例1中制得的二硫化钼吸收剂（MoS2）的VSM曲线图。
图10为对比例1中制得的二硫化钼吸收剂（MoS2）的反射损耗图谱。
图11为对比例2中制得的掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂（Co0.15Mo0.85S2）的反射损耗图谱。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。
以下本发明实施例中，若无特别说明，所采用的材料和仪器均为市售，所采用工艺为常规工艺，所采用设备为常规设备，且所得数据均是三次以上重复实验的平均值。
实施例1：
一种掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂，化学式为Ni0.03Mo0.97S2。
本实施例中，掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂的匹配厚度为2.05mm，最大反射损耗值为－58.08dB，峰值位于13.72GHz，反射损耗值小于−10dB的有效带宽为5.32GHz。
一种上述本实施例的掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）称取2.42g钼酸钠（Na2MoO4·2H2O）和2.63g硫代乙酰胺（CH3CSNH2），与100 mL去离子水混合，磁力搅拌10min，使反应物充分溶解，加入0.077g的乙酸镍（C4H6O4Ni·4H2O），磁力搅拌15 min至完全溶解，得到混合溶液。
（2）用氨水或稀盐酸调节步骤（1）中得到的混合溶液的pH至7.0，转移到内衬为聚四氟乙烯的不锈钢高压反应釜中，密封并置于180 ℃烘箱内保温18h（即在温度为180℃下进行水热反应18h）。
（3）随炉冷至室温，将步骤（2）中的反应产物取出，置于离心管中在转速为10000rpm下高速离心10 min，取离心管底的产物经去离子水和无水乙醇各三次洗涤，放入60℃烘箱干燥8 h，得到掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂（Ni0.03Mo0.97S2）。
利用电感耦合等离子体光谱仪（Thermo Scientific，ICAP 7000 Series）测试产物的元素组成，结果表面本发明制得的掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂的分子式为Ni0.0306Mo0.9694S2，符合设计要求，其中设计要求成分为Ni0.03Mo0.97S2。
用X射线衍射仪（Bruker，D8 Advance）测试本发明实施例1中制得的掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂的晶体结构，结果如图1所示。图1为本发明实施例1中制备的掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂（Ni0.03Mo0.97S2）的XRD图谱。由图1可知，本发明实施例1制备的掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂（Ni0.03Mo0.97S2）为非晶结构，镍元素掺杂对二硫化钼的晶型没有影响。另外，本发明掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂（Ni0.03Mo0.97S2）的XRD曲线与纯MoS2的XRD曲线相比，未出现明显杂峰，说明产物是Ni元素进入MoS2之中形成的Ni0.03Mo0.97S2，而非MoS2与其他物质形成的混合物。本发明掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂（Ni0.03Mo0.97S2）的衍射峰与纯MoS2的衍射峰相比，镍掺杂后衍射峰较纯MoS2粉发生右移，这种现象可以解释为：MoS2具有类石墨烯的层状结构，衍射峰的偏移表明存在插层，换句话说，其他离子如Ni已经插入到MoS2层中。本发明掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂中，MoS2主要为多层层状结构。
用场发射扫描电子显微镜（TESCAN，VEGA 3 SBH）观察本发明实施例1中制得的掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂的形貌，结果如图2所示。图2为本发明实施例1中制备的掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂（Ni0.03Mo0.97S2）的SEM图。由图2可知，本发明实施例1制备的掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂（Ni0.03Mo0.97S2）为纳米粒子堆积的团簇结构（也呈颗粒形态），团簇颗粒小于20μm，其中的纳米粒子则小于100nm。
利用振动样品磁强计（lakeshore，7410）测试本发明实施例1中制得的掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂的初始磁化曲线和磁滞回线，结果如图3所示。图3为本发明实施例1中制备的掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂（Ni0.03Mo0.97S2）的VSM曲线图。由图3可知，Ni掺杂后，本发明实施例1制备的掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂（Ni0.03Mo0.97S2）的饱和磁化强度从掺杂前的0.0021emu·g-1增加到0.32emu·g-1，表现为铁磁性。
将本发明实施例1中制得的掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂与熔融石蜡按质量比3∶2混合均匀，在模具中压制成内径为3 mm，外径为7 mm，厚度在2.5 mm的同轴环试样。采用波导法，利用矢量网络分析仪（Agilent8720ET）检测该产品对2～18 GHz频率范围的电磁波的吸收特性，如图4所示。图4为本发明实施例1中制得的掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂（Ni0.03Mo0.97S2）的反射损耗图谱。图4对应的样品中吸收剂含量60wt%。由图4可知，本发明实施例1中制得的掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂的匹配厚度为2.05mm，最大反射损耗值为－58.08dB，峰值位于13.72GHz，反射损耗值小于－10dB的有效带宽为5.32GHz。在相同工艺和条件下，纯MoS2粉体的匹配厚度为3.5mm时，有效带宽3.13GHz，最大反射损耗值为−55.23dB。通过比较可知，本发明实施例1中制得的掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂的匹配厚度明显降低，同时有效带宽更大，且最大反射损耗值也略有改进。
实施例2：
一种掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂，化学式为Ni0.07Mo0.93S2。
本实施例中，掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂的匹配厚度为2.52mm，对2～18GHz频率范围的电磁波的最大反射损耗值为−55.40dB，峰值位于10.21GHz，反射损耗值小于−10dB的有效带宽为3.79GHz。
一种上述本实施例的掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂的制备方法，与实施例1的制备方法基本相同，区别仅在于：步骤（1）中乙酸镍的用量为0.187g。
图5为本发明实施例2中制得的掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂（Ni0.07Mo0.93S2）的VSM曲线图。图6为本发明实施例2中制得的掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂（Ni0.07Mo0.93S2）的反射损耗图谱。图6对应的样品中吸收剂含量60wt%。由图5和图6可知，本发明掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂（Ni0.07Mo0.93S2）具备铁磁性，其匹配厚度为2.52mm时，对2～18GHz频率范围的电磁波最大反射损耗达到−55.40dB，峰值位于10.21GHz，有效带宽达3.79GHz。
实施例3：
一种掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂，化学式为Mn0.03Mo0.97S2。
本实施例中，掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂的匹配厚度为2.0mm，对2～18GHz频率范围的电磁波的最大反射损耗值为−43.78dB，峰值位于16.30GHz，反射损耗值小于−10dB的有效带宽为4.74GHz。
一种上述本实施例的掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂的制备方法，与实施例1的制备方法基本相同，区别仅在于：步骤（1）中采用乙酸锰替代乙酸镍，且乙酸锰的用量为0.076g。
图7为本发明实施例3中制得的掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂（Mn0.03Mo0.97S2）的VSM曲线图。图8为本发明实施例3中制得的掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂（Mn0.03Mo0.97S2）的反射损耗图谱。图8对应的样品中吸收剂含量60wt%。由图7和图8可知，本发明掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂（Mn0.03Mo0.97S2）具备铁磁性，其匹配厚度为2.0mm时，对2～18GHz频率范围的电磁波最大反射损耗达到−43.78dB，峰值位于16.30 GHz，有效带宽为4.74GHz。
实施例4：
一种掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂，化学式为Fe 0.05Mo0.95S2。
本实施例中，掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂具备铁磁性，其匹配厚度为3.0mm，对2～18GHz频率范围的电磁波的最大反射损耗值为−46.32dB，峰值位于8.40GHz，反射损耗值小于−10dB的有效带宽为3.0GHz。
一种上述本实施例的掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂的制备方法，与实施例1的制备方法基本相同，区别仅在于：步骤（1）中采用乙酸铁替代乙酸镍，且乙酸铁的用量为0.129g。
实施例5：
一种掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂，化学式为Zn0.05Mo0.95S2。
本实施例中，掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂具备铁磁性，其匹配厚度为2.4mm，对2～18 GHz频率范围的电磁波的最大反射损耗值为−57.23dB，峰值位于10.12GHz，反射损耗值小于−10dB的有效带宽为2.84GHz。
一种上述本实施例的掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂的制备方法，与实施例1的制备方法基本相同，区别仅在于：步骤（1）中采用乙酸铁替代乙酸镍，且乙酸铁的用量为0.134g。
实施例6：
一种过渡金属元素掺杂磁性二硫化钼微波吸收剂（Ni0.03Mo0.97S2）的制备方法，与实施例1的制备方法基本相同，区别仅在于：步骤（2）中水热反应时间为36h。
本发明实施例6中制得的过渡金属元素掺杂磁性二硫化钼微波吸收剂（Ni0.03Mo0.97S2）具备铁磁性，其匹配厚度为2.1mm时，对2～18GHz频率范围的电磁波最大反射损耗达到−51.04dB，有效带宽达2.98GHz。
实施例7：
一种掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂，化学式为Co0.05Mo0.95S2。
本实施例中，掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂具备铁磁性，其匹配厚度为3.0 mm，对2～18 GHz频率范围的电磁波的最大反射损耗值为−50.8dB，峰值位于8.46GHz，反射损耗值小于−10dB的有效带宽为3.67GHz。
一种上述本实施例的掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂的制备方法，与实施例1的制备方法基本相同，区别仅在于：步骤（1）中采用乙酸钴替代乙酸镍，且乙酸钴的用量为0.131g。
对比例1：
一种二硫化钼吸收剂（MoS2）的制备方法，与实施例1中的制备方法基本相同，区别仅在于：步骤（1）未加入乙酸镍。
图9为对比例1中制得的二硫化钼吸收剂（MoS2）的VSM曲线图。图10为对比例1中制得的二硫化钼吸收剂（MoS2）的反射损耗图谱。图10对应的样品中吸收剂含量60wt%。由图9和图10可知，纯二硫化钼吸收剂基本无磁性，对2～18GHz频率范围的电磁波最大反射损耗值为−55.23dB，与本发明实施例1中的掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂（Ni0.03Mo0.97S2）相当，但匹配厚度更厚，为3.5 mm，有效带宽也更窄，为3.13GHz。
对比例2：
一种掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂（Co0.15Mo0.85S2）的制备方法，与实施例1中的制备方法基本相同，区别仅在于：步骤（1）采用乙酸钴代替乙酸镍，且乙酸钴的用量为0.439g。
图11为对比例2中制得的掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂（Co0.15Mo0.85S2）的反射损耗图谱。图11对应的样品中吸收剂含量60wt%。由图11可知，对比例2中制得的掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂（Co0.15Mo0.85S2）对2～18GHz频率范围的电磁波最大反射损耗值为−63.60dB，比本发明实施例7中的掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂（Co0.05Mo0.95S2）要低，但匹配厚度增至8.5mm，有效带宽仅有1.01GHz。
以上实施例仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应该指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下的改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂，其特征在于，所述掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂的化学式为D x Mo1-x S2，其中D为过渡金属元素。
2.根据权利要求1所述的掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂，其特征在于，所述D x Mo1-x S2中x≤0.14。
3.根据权利要求2所述的掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂，其特征在于，所述过渡金属元素为铁、钴、镍、铜、锌、钛、钒、铬、锰、锆、铌、钌中的至少一种。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂，其特征在于，所述掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂的匹配厚度为2.0mm～3.4mm，最大反射损耗值为−65dB～−35dB，反射损耗值小于−10dB的有效带宽为2.2 GHz～7.0 GHz。
5.一种如权利要求1～4中任一项所述的掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将钼源、硫源、过渡金属盐和水混合，得到混合溶液；
S2、将混合溶液进行水热反应，得到掺杂过渡金属元素的磁性二硫化钼微波吸收剂。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述钼源与过渡金属盐的质量比≥5。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述钼源、硫源和水的比例为2.42g∶1.50g∶100mL～2.42g∶3.76g∶100mL。
8.根据权利要求5～7中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述钼源为钼酸盐；所述钼酸盐为钼酸钠、钼酸钾、钼酸铵中的至少一种；所述硫源为硫代乙酰胺；所述过渡金属盐为乙酸铁、乙酸钴、乙酸镍、乙酸铜、乙酸锌、乙酸钛、乙酸钒、乙酸铬、乙酸锰、乙酸锆、乙酸铌、乙酸钌中的至少一种。
9.根据权利要求5～7中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述水热反应过程中调节混合溶液的pH值为6～8；所述水热反应的温度为160℃～220℃；所述水热反应的时间为12h～24h。
10.根据权利要求5～7中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，水热反应完成后还包括对反应产物进行离心、洗涤和干燥；所述离心在转速为7000rpm～12000rpm下进行；所述离心的时间为5min～20min；所述洗涤采用的是水和无水乙醇；所述洗涤的次数为采用水和无水乙醇各洗涤1次～4次；所述干燥在温度为60℃～80℃下进行；所述干燥的时间为7h～10h。
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