[发明专利]一种引入本征缺陷实现过渡金属硫族化合物磁电一体化调控的方法

说明书

本发明公开了一种引入本征缺陷实现过渡金属硫族化合物磁电一体化调控的方法。为了实现“宽、薄、轻、强”的电磁波吸收目标，传统吸波材料一般通过将介电组分与磁性组分复合，通过调整二者比例来增强材料的阻抗匹配和电磁波衰减能力，但不同组分复合的制备方法复杂且可控性不高。通过合成非化学计量平衡配比的过渡金属硫族化合物，引入本征空位缺陷诱导磁性，使材料兼具电损耗和磁损耗。通过改变本征缺陷的含量可有效调控过渡金属硫族化合物的磁电参数，进而实现阻抗匹配和增强吸收，具有良好的应用价值。

技术领域

本发明涉及一种缺陷诱导磁电一体化吸波材料及其制备方法，适用于抗电磁波干扰领域。

背景技术

随着新一代信息和通讯技术的发展，抗电磁干扰已成为人们关注的焦点。电磁波吸收材料是一种能有效吸收电磁波并将其转化为热能而耗散的功能材料。近年来，研发重量轻、厚度小、吸收频率范围宽、吸收特性强和稳定性好的高效吸波材料成为了发展的目标。高性能电磁波吸收材料的关键在于阻抗匹配和增强衰减性能。阻抗匹配是为了是电磁波尽可能进入吸波材料，而衰减性能是为了是进入材料的电磁波能量实现尽可能多的转化。为了实现良好的阻抗匹配和电磁波衰减性能，吸波材料电磁参数的调控尤为重要。目前主流的吸波材料一般采用介电材料和磁性材料复合的方式，通过改变两者的比例调控电磁参数，实现电损耗和磁损耗的协同作用。但复合材料的制备流程复杂，不利于大规模生产。并且，对复合材料的显微结构和界面状态亦缺乏精确的调控手段。

最近，过渡金属硫族化合物因其和石墨烯类似的层状二维结构及大量的表面计合丰富的活性位点作为一种新型的介电组分应用于吸波材料中。为了实现阻抗匹配和引入磁损耗，过渡金属硫族化合物往往与FeNi、FeCo等磁性金属纳米颗粒复合。本发明提出了调控过渡金属硫族化合物的计量配比，通过引入本征缺陷诱导室温磁性，并调控介电系数的方法。无需引入质量较大的金属磁性材料，亦无需通过复杂的制备流程，即可实现过渡金属硫族化合物的磁电一体化调控，为吸波材料的设计提供了新思路，并极大地扩展了过渡金属硫族化合物在吸波领域的应用，具有较好的前景。

发明内容

本发明通过对过渡金属硫族化合物进行非化学计量平衡配比的合成方式制备了本征缺陷调控的磁电一体化吸波材料。

本发明首先公开了一种本征缺陷调控磁电一体化吸波材料：所述吸波材料为过渡金属硫族化合物，其化学式为M_1-aX_2-b，M为Fe、Mo、Ti、W中的一种，X为S和Se中的一种；所述过渡金属硫族化合物为非化学计量平衡配比，M_1-aX_2-b中的配比系数a＝0.01～0.40，b＝0.01～0.80。

本发明还公开了一种所述的本征缺陷调控磁电一体化吸波材料的制备方法，所述的制备方法为水热法包括如下步骤：

(1)分别称取含M元素的反应前驱体和含X元素的反应前驱体，并使M元素和X元素的摩尔比满足化学式M_1-aX_2-b中的比例；

(2)将反应前驱体溶于溶剂，搅拌10～60分钟，使其溶解均匀；

(3)将反应溶液置入反应釜中，旋紧密封，并在150～230℃下保温6～48小时后自然冷却至室温，对样品进行离心收集，分别用去离子水和乙醇各清洗3～5次，得到粉末样品，并将样品置于真空干燥箱中50～80℃干燥6～12小时。

作为本发明的优选方案，所述的含M元素的反应前驱体为：钼酸钠、钨酸钠、硫代钼酸钠、硫代钨酸钠、草酸亚铁、氯化亚铁、硝酸亚铁、硫酸亚铁中的一种。

作为本发明的优选方案，所述的含X元素的反应前驱体为：硒粉、L-半胱氨酸、硫代钼酸钠、硫代钨酸钠、硫代硫酸钠中的一种。

作为本发明的优选方案，所述的溶剂为水、乙醇、异丙醇中的一种或多种。