[发明专利]一种具有三维纳米结构的Bi2Te3材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种具有三维纳米结构的Bi₂Te₃材料，所述Bi₂Te₃材料具有三维纳米结构，所述三维纳米结构由Bi₂Te₃纳米片相互穿插而成。本发明还公开了上述具有三维纳米结构的Bi₂Te₃材料的制备方法及其在用于制备电磁吸波材料方面的应用。本发明Bi₂Te₃材料在低厚度下也具有强的反射损耗和宽的有效吸收频带，因此其具有优异的吸波性能；本发明制备方法采用水热法制备得到具有三维纳米结构的Bi₂Te₃材料，该制备方法工艺简单、成本低，无需复杂的合成设备，可实现规模化大批量生产。

技术领域

本发明涉及一种具有三维纳米结构的Bi₂Te₃材料，还涉及上述Bi₂Te₃材料的制备方法及其在用于制备电磁吸波材料方面的应用，属于吸波材料技术领域。

背景技术

随着现代电子信息技术的迅猛发展，各种电子设备的广泛应用，对环境产生了严重的电磁污染。电磁污染不仅会影响人类正常生理活动产生负面影响，也会对精密电子元器件的正常运转造成干扰。另外，在军事领域，现今反隐身雷达技术越来越先进，飞行器对于隐身涂层提出了更高的要求。为此，吸波材料的研究在民用领域和军事领域均受到广泛的重视。近年来，吸波材料向轻质、薄厚度、宽频带、强吸收方向发展。其中得到广泛应用的依旧是传统材料铁氧体。

然而，铁氧体无法满足越来越严格的要求：可调控的电磁参数和轻质。铁氧体的磁导率随着频率的增大而迅速降低，这在很大程度上影响其吸波性能，并且铁氧体需要达到2.0mm以上的厚度才能获得相对较好的吸波性能。例如，北京理工大学的曹茂盛课题组制备了Fe₃O₄@C纳米棒，研究发现该复合物在厚度为2mm，频率为14.96GHz时，表现出最佳的吸收性能，最大反射损耗为-27.9dB。(Y.J.Chen,G.Xiao,T.S.Wang,Q.Y.Ouyang,L.Y.Qi,Y.Ma,P.Gao,C.L.Zhu,M.S.Cao and H.B.Jin,Porous Fe₃O₄/carbon core/shell nanorods:Synthesis and electromagnetic properties.J.Phys.Chem.C,2011,115,13603-13608.)；童国秀课题组制备出了核壳结构的纳米环Fe₃O₄/C，研究发现该复合物在厚度为6.2mm时，在3.44GHz处可以获得一个最强的吸收峰-55.68dB。(T.Wu,Y.Liu,X.Zeng,T.Cui,Y.Zhao,Y.Li and G.Tong,Facile Hydrothermal Synthesis of Fe₃O₄/C Core-ShellNanorings for Efficient Low-Frequency Microwave Absorption.ACSAppl.Mater.Interfaces,2016,8,7370-7380)。综上所述，铁氧体材料作为吸波材料其展现出了不错的电磁波吸收性能，但是由于其自身的电磁参数可调的范围非常窄，更为重要的是其相对较高的密度大大限制了它的应用，特别是当今对飞行性能极高的飞行器上。

值得一提的是现如今对吸波材料的研究主要集中在传统的吸波材料上，并且相应的研究技术已经很成熟，因此在传统吸波材料上要想取得更大的突破已经很难，面对电磁污染日益严峻以及反隐身手段逐渐提高的压力下，寻求多功能的新型吸波材料已经变得刻不容缓。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是提供一种具有三维纳米结构的Bi₂Te₃材料，该Bi₂Te₃材料在低厚度下(1.0mm)也表现出优异的电磁吸波性能。