CN112625441B - 一种锰锌铁氧体/聚苯胺/碳化钛复合吸波材料及其制备方法 - Google Patents

一种锰锌铁氧体/聚苯胺/碳化钛复合吸波材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及吸波材料技术领域，特别涉及一种锰锌铁氧体/聚苯胺/碳化钛复合吸波材料及其制备方法，所述锰锌铁氧体/聚苯胺/碳化钛复合吸波材料由Ti3C2与锰锌铁氧体/PANI复合材料共混制得；其中，由介孔状锰锌铁氧体原位复合苯胺单体得到所述锰锌铁氧体/PANI复合材料，所述介孔状锰锌铁氧体为介孔球状结构；所述Ti3C2为具有多分层的二维片状结构材料。本发明提供的吸波材料可广泛应用于需要减少电磁波影响的场所，也可应用于隐身材料、微波器件、军用天线等航天及国防行业，其吸波性能优异，吸收频带宽，在高频段内也具备优异的吸波性能和高吸收峰值，且制备工艺简单，易于施工。

Description

一种锰锌铁氧体/聚苯胺/碳化钛复合吸波材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及吸波材料技术领域，特别涉及一种锰锌铁氧体/聚苯胺/碳化钛复合吸波材料及其制备方法。
背景技术
随着电子技术的不断发展，电磁波辐射产生的危害越来越明显。电磁波辐射不仅影响电子器件的正常运行，产生环境污染，还对人类健康造成一定的危害。
电磁波吸收材料(吸波材料)可有效地吸收电磁能，并将其转化为热能而消耗，在军事或民用中都得到广泛的应用。根据复合材料的吸波机理将吸波材料分为磁介质型、电介质型和电阻型吸波材料，综合目前行业内常用的复合吸波材料将复合方式归纳为:合金化及金属掺杂型、共混型、表面改性型，目前铁氧体和聚苯胺复合吸波剂在吸波领域已具备相当成熟的体系，MXene属于新型二维材料具备优异的介电性能和较大的比表面积，在吸波领域具有较大的发展潜力。然而，由于各个单一材料复合后产生界面极化，材料不同成分之间的复杂反应使得制备出的吸波材料不能在高频段内具有较高的屏蔽效能和较宽的吸波频带，同时制备的吸波材料的微观形貌也比较单一，难以同时兼顾性能和形貌同时优异的特点。
根据文献报道：淳道勇.新型MXene复合吸波材料研究进展[J].广州化工,2019,47(15):14-17，介绍利用MXene材料优良的介电损耗效果，将其作为填料加入其它复磁导率较高的基体材料中，一方面提升复合材料的介电损耗效果，另一方面降低基体复磁导率，使得阻抗匹配提升，但是反射损耗峰值较低频带较窄。
根据文献报道：祁亚利,殷鹏飞,张利民,李宁.铁氧体吸波复合材料研究进展[J].宇航材料工艺,2019,49(03):9-14，介绍了通过改变复合材料的结构、层数和各层厚度来改善其电磁匹配性质,但其反射损耗峰值较低。
根据文献报道：YAN J,HUANG Y,CHENG X F,et al.Conducting polymers-NiFe2O4 coated on reduced graphene oxide sheets as electromagnetic(EM)waveabsorption materials[J].Synthetic Metals,2016,221:291-298，介绍了导电聚合物(聚苯胺、聚吡咯和聚噻吩)与铁酸镍涂覆在还原氧化石墨烯片上,成功制备出还原氧化石墨烯/导电聚合物/铁酸镍三元复合材料，通过促进电磁散射和多次反射提高其吸波性能，但其吸收频带较窄。
申请号为CN202010333091.6，公开日为20200731的中国发明专利，公开了一种锰锌铁氧体-碳纳米管接枝聚苯胺吸波涂层，该涂层中锰锌铁氧体负载碳纳米管材料，苯胺和氨基化碳纳米管进行原位聚合。
申请号为CN201210449811.0，公开日为20130320的中国发明专利，公开了一种锰锌铁氧体包覆DBSA改性的碳纳米管-聚苯胺复合吸波材料的制备方法，采用十二烷基苯磺酸(DBSA)对多壁碳纳米管进行改性，再与苯胺单体通过原位聚合，制备出锰锌铁氧体包覆DBSA改性的碳纳米管-聚苯胺复合吸波材料。
申请号为CN201210034964.9，公开日为20120725的中国发明专利，公开一种钕掺杂锰锌铁氧体-聚苯胺复合吸波材料的制备方法，采用化学共沉积法制备出掺杂量不同的钕掺杂锰锌铁氧体，然后以钕掺杂锰锌铁氧体与苯胺单体最后原位复合法制备出钕掺杂锰锌铁氧体-聚苯胺复合吸波材料。
申请号为CN201611201656.5，公开日为20161222的中国发明专利，公开一种碳化钛/聚苯胺复合材料及其制备方法，首先将二维层状纳米材料MXene-Ti3C2加入到盐酸溶液中，分散均匀得到Ti3C2混合液；再向Ti3C2混合液中加入苯胺，分散均匀得到混合溶液；在0～5℃，向混合溶液中逐滴加入催化剂，搅拌聚合得到碳化钛/聚苯胺复合材料。
发明内容
为解决上述背景技术中指出的各个单一材料复合制备出的吸波材料不能在高频段内具有较高的屏蔽效能和较宽的吸波频带的问题。本发明提供一种锰锌铁氧体/聚苯胺/碳化钛复合吸波材料，该吸波材料在高频段内具备优异的吸波性能和高吸收峰值，实现了多种单一类型材料各自优异性能的复合，满足多个行业关于电磁波吸收材料的需求，可应用于需要减少电磁波影响的场所，如通讯制品(移动电话)、电脑(笔记本)、便携式电子产品、消费电子、网络硬件(服务器等)、医疗仪器、家用电子产品等电子设备的EMI屏蔽，也可应用于隐身材料、微波器件、军用天线等航天及国防行业。
本发明提供的锰锌铁氧体/聚苯胺/碳化钛复合吸波材料,由Ti3C2与锰锌铁氧体/PANI复合材料共混制得；其中，由介孔状锰锌铁氧体原位复合苯胺单体得到所述锰锌铁氧体/PANI复合材料，所述介孔状锰锌铁氧体为介孔球状结构；所述Ti3C2为具有多分层数的二维片状结构材料。
采用锰锌铁氧体作为磁性材料基底，聚苯胺作为介电性能材料基底，在此基础上复合上二维片层结构MXene材料碳化钛，三种不同吸波机理材料的相互搭配以实现不同材料间复合后的界面极化和不同吸波机理阻抗匹配的结合，便于复合材料的介电性能的提高，发挥出优异的导电性能和磁性能，复合材料具备优异的吸波效能。
复合吸波材料中的介孔状锰锌铁氧体为介孔球状结构，具备介孔杨梅球结构形貌，比表面积大，同时介孔状锰锌铁氧体的的微观结构尺寸在500nm，球形半径控制在纳米级别有效控制复合材料的晶体尺寸，为复合材料的再加工和在其他领域的利用改进减少尺寸方面的控制难度。
引入新型MXene二维片状结构材料碳化钛，二维片状结构中不仅可以掺杂锰锌铁氧体和聚苯胺，使材料本身的结构同时兼具介电性能和磁性能，且Ti3C2的二维片状结构本身具有分层，多分层数可以更好的使锰锌铁氧体和聚苯胺之间利用范德华力掺杂在一起，使制备的复合吸波材料具备稳定的化学性能。
在上述方案的基础上，进一步地，所述介孔状锰锌铁氧体由MnSO4·H2O、ZnSO4·7H2O、FeCl3、尿素、PVP10于乙二醇溶剂中经溶剂热法制备得到；按重量份数比，所述MnSO4·H2O、ZnSO4·7H2O以及FeCl3的比例为4.2～4.4：7～8：16～18。所述介孔状锰锌铁氧体由溶剂热法制备，采用尿素对其表面进行造孔处理，使锰锌铁氧体具备介孔杨梅球结构形貌。
在上述方案的基础上，进一步地，所述Ti3C2由Ti3AlC2经氢氟酸刻蚀处理得到。由Ti3AlC2经氢氟酸刻蚀处理得到Ti3C2，Ti3C2为本身具有多分层的二维片状结构材料。
在上述方案的基础上，进一步地，所述介孔状锰锌铁氧体与所述苯胺单体的比例为1g:1ml。
在上述方案的基础上，进一步地，所述Ti3AlC2与氢氟酸的比例为1g:10ml；按重量份数比，所述Ti3C2与锰锌铁氧体/PANI复合材料的比例为3:2。
在上述方案的基础上，进一步地，制备所述锰锌铁氧体/PANI复合材料的反应过程中还添加有催化剂，所述催化剂为溶解于盐酸中的过硫酸铵。
在上述方案的基础上，进一步地，所述Ti3AlC2的氢氟酸刻蚀处理在室温下进行。
在上述方案的基础上，进一步地，所述溶剂热法中反应温度为200℃。
本发明还提供一种上述锰锌铁氧体/聚苯胺/碳化钛复合吸波材料的制备方法,包括以下步骤：
S100、将原料尿素、PVP10、MnSO4·H2O，ZnSO4·7H2O，FeCl3准确称量加入溶剂中，于反应釜内经溶剂热法制备得到介孔状锰锌铁氧体吸波材料；
S200、称取Ti3AlC2加入氢氟酸溶液中搅拌，并后处理得到所述Ti3C2；
S300、将制备得到的介孔状锰锌铁氧体和苯胺单体加入盐酸中分散，滴加溶解于盐酸的过硫酸铵，于搅拌下反应制备得到锰锌铁氧体/PANI复合材料。
S400、将制备得到的Ti3C2和锰锌铁氧体/PANI复合材料在去离子水中充分均匀分散，并后处理得到锰锌铁氧体/聚苯胺/碳化钛复合吸波材料。
在上述方案的基础上，进一步地，所述S300和所述S400采用超声进行分散。
在上述方案的基础上，进一步地，所述S200的后处理方式为将产物超声剥离，用去离子水离心洗涤直至上清液pH>6，并底物进行干燥得到所述Ti3C2。
本发明提供的锰锌铁氧体/聚苯胺/碳化钛复合吸波材料与现有的技术相比，具有以下的效果：
(1)本发明的吸波材料三元复合，在锰锌铁氧体、聚苯胺、碳化钛三者之间的界面极化作用下，使得复合材料具有优异的界面阻抗匹配性能和吸波性能。实现了多种单一类型材料各自优异性能的复合，满足多个行业关于电磁波吸收材料的需求。
(2)本发明的吸波材料具有良好的微观形貌，聚苯胺包覆锰锌铁氧体嵌入二维分层片状结构碳化钛中，增加复合材料的空间面积，复合材料耐高温使得材料具有优异的稳定性，便于施工。
本发明提供的吸波材料可广泛应用于需要减少电磁波影响的场所，也可应用于隐身材料、微波器件、军用天线等航天及国防行业，其吸波性能优异，吸收频带宽，在高频段内也具备优异的吸波性能和高吸收峰值，且制备工艺简单，易于施工。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的实施例1中制备的锰锌铁氧体/聚苯胺/碳化钛复合吸波材料形貌；
图2为本发明提供的实施例1中的锰锌铁氧体/聚苯胺/碳化钛复合吸波材料吸波性能结果示意图；
图3为本发明提供的对比例1-4所制得的产物的吸波性能结果示意图。
具体实施方式
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技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明还提供锰锌铁氧体/聚苯胺/碳化钛复合吸波材料的制备方法，具体包括如下制备步骤：
1.介孔状锰锌铁氧体吸波材料的制备：
(1)将原料尿素、PVP10、MnSO4·H2O，ZnSO4·7H2O，FeCl3按一定比例准确称量加入乙二醇溶剂中，磁力搅拌转速为10～15rad/s，搅拌时间为10～15分钟，至溶液呈均匀的棕黄色溶液。
(2)将所得溶液转移至反应釜内，放置鼓风烘干箱内于200℃下反应时间范围为18h～24h，反应结束后冷却至室温。
(3)将所得黑色溶液离心，离心速度为4000rpm～4500rpm，离心为10min～15min，用去离子水和无水乙醇反复多次洗涤并进行真空抽滤，抽滤所得胶体放置真空干燥箱内80℃下烘干，经研磨得到黑色锰锌铁氧体粉末。
2.碳化钛的制备：
(1)称取Ti3AlC2,缓慢地加入氢氟酸溶液中,室温(25℃),磁力搅拌时间20h～25h。
(2)将反应后产物超声剥离，用去离子水离心洗涤(直至上清液pH>6为止)，最后将底物放置真空干燥箱中烘干，得到二维多层状Ti3C2固体。
3.锰锌铁氧体/PANI复合材料的制备：
(1)取制备的介孔状锰锌铁氧体和苯胺单体,加入盛有盐酸溶液的三颈烧瓶中，超声分散25min～30min。
(2)将过硫酸铵溶解在盐酸溶液中，用滴液漏斗缓慢滴加到上述混合溶液中，机械搅拌下反应10h～12h。
(3)分别用盐酸溶液和去离子水洗涤产物至滤液为无色，60℃真空干燥，得到锰锌铁氧体/PANI复合材料。
4.锰锌铁氧体/聚苯胺/碳化钛复合吸波材料：
(1)制备得到的Ti3C2和锰锌铁氧体/PANI复合材料分散到60ml去离子水中,超声分散1h～1.5h,使其充分均匀分散。
(2)采用真空抽滤用无水乙醇和去离子水洗涤产物至滤液为无色，所得胶体移置真空干燥箱于60℃烘干，得到Ti3C2/锰锌铁氧体/PANI复合物，即锰锌铁氧体/聚苯胺/碳化钛复合吸波材料。
本发明还提供如下表所示实施例和对比例：
实施例1：
提供以下实施例1的原料配方，如下表1所示：
表1:
Figure BDA0002844133810000081
其中，所述的，MnSO4·H2O、FeCl3(无水)、乙二醇采购于上海阿拉丁生化科技股份有限公司,所述的ZnSO4·7H2O、尿素、PVP10采购于上海麦克林生化科技有限公司。所述的苯胺单体、过硫酸铵采购于上海阿拉丁生化科技股份有限公司,所述的盐酸采购于汕头市达濠精细化学品有限公司。所述的碳钛化铝采购于福斯曼科技(北京)有限公司，所述的氢氟酸采购于上海麦克林生化科技有限公司。
提供以下实施例1的制备步骤为：
1.介孔状锰锌铁氧体吸波材料的制备：
(1)将原料18g尿素、8.5g PVP10、8.45g MnSO4·H2O、14.34g ZnSO4·7H2O、32.4gFeCl3对应准确称量加入600ml乙二醇溶剂中，磁力搅拌转速为14rad/s，搅拌时间为15分钟，至溶液呈均匀的棕黄色溶液。
(2)将所得溶液转移至反应釜内，放置鼓风烘干箱内于200℃下反应时间范围为24h，反应结束后冷却至室温。
(3)将所得黑色溶液离心，离心速度为4500rpm，离心为15min，用去离子水和无水乙醇反复多次洗涤并进行真空抽滤，抽滤所得胶体放置真空干燥箱内80℃下烘干，经研磨得到黑色锰锌铁氧体粉末。
2.碳化钛的制备：
(1)称取10g Ti3AlC2,缓慢地加入100ml氢氟酸溶液中,室温(25℃),磁力搅拌时间24h。
(2)将反应后产物超声剥离，用去离子水离心洗涤(直至上清液pH>6为止)，最后将底物放置真空干燥箱中烘干，得到二维多层状Ti3C2固体。
3.锰锌铁氧体/PANI复合材料的制备：
(1)取制备的1g介孔状锰锌铁氧体和1ml苯胺单体,加入盛有30ml盐酸溶液的三颈烧瓶中，超声分散25min。
(2)将2.49g过硫酸铵溶解在15ml盐酸溶液中，用滴液漏斗缓慢滴加到上述混合溶液中，机械搅拌下反应10h。
(3)分别用盐酸溶液和去离子水洗涤产物至滤液为无色，60℃真空干燥，得到锰锌铁氧体/PANI复合材料。
4.锰锌铁氧体/聚苯胺/碳化钛复合吸波材料的制备：
(1)制备得到的0.15gTi3C2和0.1g锰锌铁氧体/PANI复合材料分散到60ml去离子水中,超声分散1h,使其充分均匀分散。
(2)采用真空抽滤用无水乙醇和去离子水洗涤产物至滤液为无色，所得胶体移置真空干燥箱于60℃烘干，得到Ti3C2/锰锌铁氧体/PANI复合物，即锰锌铁氧体/聚苯胺/碳化钛复合吸波材料。
将实施例1的产物进行性能测试，测试结果如下表2和附图1-2所示：
表2测试结果
测试项目 实施例1
Rl<sub>max</sub>(-dB) 22.44
带宽范围(GHz) 13.34-18
带宽(GHz) 4.66
频率(GHz) 16.47
厚度(mm) 3
其中，上述测试项目的测试标准或测试方法为：空气线法。
从表2和附图1-2中可以看出：该锰锌铁氧体/聚苯胺/碳化钛复合吸波材料在高频段内吸收带宽大于4.65GHz，反射损耗峰值可达到-22.44dB，具备了99.9％的吸波效率；本发明在高频段内具有优良的吸波性能、较宽的吸收频带以及独特的微观形貌。
对比例1：
按照各组分摩尔比准确称量ZnSO4·7H20、FeC3·6H20、MnSO4·H2O、NdCl6·H2O，添加的ZnSO4·7H20：FeC3·6H20：MnSO4·H2O：NdCl6·H2O的摩尔量比值为0.6：2-X:0.4:X,其中X＝0.03，且ZnSO4·7H20的添加量为14.34g。
将上述原料溶于240mL蒸馏水中，机械搅拌20min使其完全溶解，将混合液倒入四口烧瓶中，在35℃温水浴条件下用装有3mol/L NaOH溶液的滴液漏斗滴定上述溶液使其pH值大于9，同时将机械搅拌转速调至170rmin搅拌下反应90min，形成前驱体，将产物置于温水浴中10h，待其沉降分层(陈化反应)，倒掉全部上层清液，并将剩余部分装入聚四乙烯材质的品化反应釜中，其中物料装填率为80％，在反应时间9h条件下，通过调控反应温度为200℃，分批次放入晶化反应釜中进行反应。
反应结束后冷却至常温，抽滤的同时用蒸馏水将物料洗至中性再用无水乙醇复洗两次，将干燥箱温度调至70℃，烘干滤饼，得到黑色固体产物，研磨至粉末，筛分后(使粉末颗粒更加均匀)即为复合锰锌铁氧体Mn0.4Zn0.6Nd0.03Fe1.97O4。
对比例2：
按照各组分摩尔比准确称量ZnSO4·7H20、FeC3·6H20、MnSO4·H2O、NdCl6·H2O，添加的ZnSO4·7H20：FeC3·6H20：MnSO4·H2O：NdCl6·H2O的摩尔量比值为0.6：2-X:0.4:X,其中X＝0.06。且ZnSO4·7H20的添加量为14.34g。
将上述原料溶于240mL蒸馏水中，机械搅拌20min使其完全溶解，将混合液倒入四口烧瓶中，在35℃温水浴条件下用装有3mol/L NaOH溶液的滴液漏斗滴定上述溶液使其pH值大于9，同时将机械搅拌转速调至170rmin搅拌下反应90min，形成前驱体，将产物置于温水浴中10h，待其沉降分层(陈化反应)，倒掉全部上层清液，并将剩余部分装入聚四乙烯材质的品化反应釜中，其中物料装填率为80％，在反应时间9h条件下，通过调控反应温度为200℃，分批次放入晶化反应釜中进行反应。
反应结束后冷却至常温，抽滤的同时用蒸馏水将物料洗至中性再用无水乙醇复洗两次，将干燥箱温度调至70℃，烘干滤饼，得到黑色固体产物，研磨至粉末，筛分后(使粉末颗粒更加均匀)即为复合锰锌铁氧体Mn0.4Zn0.6Nd0.06Fe1.94O4。
对比例3：
按照各组分摩尔比准确称量ZnSO4·7H20、FeC3·6H20、MnSO4·H2O、NdCl6·H2O，添加的ZnSO4·7H20：FeC3·6H20：MnSO4·H2O：NdCl6·H2O的摩尔量比值为0.6：2-X:0.4:X,其中X＝0.09。且ZnSO4·7H20的添加量为14.34g。
将上述原料溶于240mL蒸馏水中，机械搅拌20min使其完全溶解，将混合液倒入四口烧瓶中，在35℃温水浴条件下用装有3mol/L NaOH溶液的滴液漏斗滴定上述溶液使其pH值大于9，同时将机械搅拌转速调至170rmin搅拌下反应90min，形成前驱体，将产物置于温水浴中10h，待其沉降分层(陈化反应)，倒掉全部上层清液，并将剩余部分装入聚四乙烯材质的品化反应釜中，其中物料装填率为80％，在反应时间9h条件下，通过调控反应温度为200℃，分批次放入晶化反应釜中进行反应。
反应结束后冷却至常温，抽滤的同时用蒸馏水将物料洗至中性再用无水乙醇复洗两次，将干燥箱温度调至70℃，烘干滤饼，得到黑色固体产物，研磨至粉末，筛分后(使粉末颗粒更加均匀)即为复合锰锌铁氧体Mn0.4Zn0.6Nd0.09Fe1.91O4。
对比例4：
按照各组分摩尔比准确称量ZnSO4·7H20、FeC3·6H20以及MnSO4·H2O，添加的ZnSO4·7H20：FeC3·6H20：MnSO4·H2O的摩尔量比值为0.6：2:0.4，且ZnSO4·7H20的添加量为14.34g。
将上述原料溶于240mL蒸馏水中，机械搅拌20min使其完全溶解，将混合液倒入四口烧瓶中，在35℃温水浴条件下用装有3mol/L NaOH溶液的滴液漏斗滴定上述溶液使其pH值大于9，同时将机械搅拌转速调至170rmin搅拌下反应90min，形成前驱体，将产物置于温水浴中10h，待其沉降分层(陈化反应)，倒掉全部上层清液，并将剩余部分装入聚四乙烯材质的品化反应釜中，其中物料装填率为80％，在反应时间9h条件下，通过调控反应温度为200℃，分批次放入晶化反应釜中进行反应。
反应结束后冷却至常温，抽滤的同时用蒸馏水将物料洗至中性再用无水乙醇复洗两次，将干燥箱温度调至70℃，烘干滤饼，得到黑色固体产物，研磨至粉末，筛分后(使粉末颗粒更加均匀)即为复合锰锌铁氧体Mn0.4Zn0.6Fe2O4。
将对比例1-4的产物进行性能测试，测试结果如附图3所示。其中，所示测试项目的测试标准或测试方法为：空气线法。
由对比例1-4与实施例的测试结果可知，对比例4中制备的Mn0.4Zn0.6Fe2O4与对比例1-3中制备的掺杂稀土Nd3+的锰锌铁氧体Mn0.4Zn0.6NdxFe2-xO4(X分别为0.03、0.06、0.09)在16～18GHz频段内,当掺量X＝0.03时,即对比例1制得的产物Mn0.4Zn0.6Nd0.03Fe1.97O4测得反射损耗值最低,达到-8.36dB，跟实施例1中的-22.44dB相比，实施例1明显具有更好的吸波性能。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种锰锌铁氧体/聚苯胺/碳化钛复合吸波材料, 其特征在于，由Ti3C2与锰锌铁氧体/PANI复合材料共混制得；
其中，由介孔状锰锌铁氧体原位复合苯胺单体得到所述锰锌铁氧体/PANI复合材料，所述介孔状锰锌铁氧体为介孔球状结构；所述Ti3C2为二维片状结构材料；
所述介孔状锰锌铁氧体由MnSO4·H2O、ZnSO4·7H2O、FeCl3、尿素、PVP10于乙二醇溶剂中经溶剂热法制备得到；
按重量份数比，所述MnSO4· H2O、ZnSO4·7H2O 以及FeCl3的比例为4.2～4.4：7～8：16～18；
碳化钛的制备过程为：称取10gTi3AlC2,加入100ml氢氟酸溶液中, 25℃下磁力搅拌时间24h；氢氟酸溶液的体积百分数为42%；将反应后产物超声剥离，用去离子水离心洗涤，直至上清液pH>6为止，最后将底物放置真空干燥箱中烘干，得到二维片状结构材料Ti3C2；
所述介孔状锰锌铁氧体与所述苯胺单体的比例为1g:1ml；
按重量份数比，所述Ti3C2与锰锌铁氧体/PANI复合材料的比例为3:2。
2.根据权利要求1所述的锰锌铁氧体/聚苯胺/碳化钛复合吸波材料, 其特征在于: 制备所述锰锌铁氧体/PANI复合材料的反应过程中还添加有催化剂，所述催化剂为溶解于盐酸中的过硫酸铵。
3.根据权利要求1所述的锰锌铁氧体/聚苯胺/碳化钛复合吸波材料, 其特征在于:所述溶剂热法中反应温度为200℃。
4.一种根据权利要求1-3任一项所述的锰锌铁氧体/聚苯胺/碳化钛复合吸波材料的制备方法, 其特征在于，包括以下步骤：
S100、将原料尿素、PVP10、MnSO4·H2O，ZnSO4·7H2O，FeCl3准确称量加入溶剂中，于反应釜内经溶剂热法制备得到介孔状锰锌铁氧体吸波材料；
S200、称取Ti3AlC2加入氢氟酸溶液中搅拌，并后处理得到所述Ti3C2；
S300、将制备得到的介孔状锰锌铁氧体和苯胺单体加入盐酸中分散，滴加溶解于盐酸的过硫酸铵，于搅拌下反应制备得到锰锌铁氧体/PANI复合材料；
S400、将制备得到的Ti3C2和锰锌铁氧体/PANI复合材料在去离子水中充分均匀分散，并后处理得到锰锌铁氧体/聚苯胺/碳化钛复合吸波材料。
5.根据权利要求4所述的锰锌铁氧体/聚苯胺/碳化钛复合吸波材料的制备方法, 其特征在于:所述S300 和所述S400 采用超声进行分散。
6.根据权利要求4所述的锰锌铁氧体/聚苯胺/碳化钛复合吸波材料的制备方法, 其特征在于:所述S200的后处理方式为将产物超声剥离，用去离子水离心洗涤直至上清液pH>6，并底物进行干燥得到所述Ti3C2。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113174132A (zh) * 2021-04-19 2021-07-27 浙江优可丽新材料有限公司 一种复合电磁屏蔽材料
CN116462965B (zh) * 2023-04-26 2024-02-27 西南交通大学 一种聚苯胺杂化吸波材料的制备方法及应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106633051A (zh) * 2016-12-22 2017-05-10 陕西科技大学 一种碳化钛/聚苯胺复合材料及其制备方法
CN107033590A (zh) * 2017-03-24 2017-08-11 西北工业大学 一种通过三步反应制备的复合吸波材料及制备方法
CN110290691A (zh) * 2019-07-17 2019-09-27 湖南工程学院 一种片层状MXene负载钴铁氧体的复合吸波材料及其制备方法
CN110808178A (zh) * 2019-11-14 2020-02-18 哈尔滨工业大学 一种具有高比电容聚苯胺/碳化钛柔性电极的制备方法
CN111892816A (zh) * 2020-06-30 2020-11-06 浙江理工大学 一种十二烷基苯磺酸掺杂PANI/MXene复合吸波材料及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106633051A (zh) * 2016-12-22 2017-05-10 陕西科技大学 一种碳化钛/聚苯胺复合材料及其制备方法
CN107033590A (zh) * 2017-03-24 2017-08-11 西北工业大学 一种通过三步反应制备的复合吸波材料及制备方法
CN110290691A (zh) * 2019-07-17 2019-09-27 湖南工程学院 一种片层状MXene负载钴铁氧体的复合吸波材料及其制备方法
CN110808178A (zh) * 2019-11-14 2020-02-18 哈尔滨工业大学 一种具有高比电容聚苯胺/碳化钛柔性电极的制备方法
CN111892816A (zh) * 2020-06-30 2020-11-06 浙江理工大学 一种十二烷基苯磺酸掺杂PANI/MXene复合吸波材料及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Broadband high-performance electromagnetic wave absorption of Co-doped;Yiming Leia等;《Ceramics International》;20200127;第10006–10015页 *

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