[发明专利]一种基于MXene的太赫兹波宽带超强吸收泡沫

权利要求书

1.一种基于MXene的太赫兹波宽带超强吸收泡沫，其特征在于，所述吸收泡沫包括多孔聚合物泡沫，以及附着于多孔聚合物泡沫之上的MXene纳米片，MXene纳米片以包覆形态、成膜形态和悬挂形态附着于多孔聚合物泡沫上，多孔聚合物泡沫的平均孔径≥500μm，多孔聚合物泡沫的厚度≤10mm，MXene纳米片填充质量小于吸收泡沫质量的50％；

通过调节MXene纳米片在吸收泡沫中的填充质量分数和多孔聚合物泡沫的孔径大小，控制MXene纳米片的包覆形态、成膜形态和悬挂形态的相对比例，进而调控吸收泡沫的太赫兹吸收率；当10％≤MXene纳米片填充质量分数＜50％且多孔聚合物泡沫的孔径大小为300μm～650μm时，形成成膜形态；当10％≤MXene纳米片填充质量分数＜50％且多孔聚合物泡沫的孔径大小为650μm～1mm时，形成悬挂形态；

所述多孔聚合物泡沫的孔径范围为300μm～3mm。

2.根据权利要求1所述的基于MXene的太赫兹波宽带超强吸收泡沫，其特征在于，所述多孔聚合物泡沫的密度为0.02～0.056g cm^-3，孔隙率≥85％。

3.根据权利要求1所述的基于MXene的太赫兹波宽带超强吸收泡沫，其特征在于，所述多孔聚合物泡沫为聚氨酯海绵泡沫、聚酰亚胺泡沫或聚丙烯泡沫。

4.根据权利要求1所述的基于MXene的太赫兹波宽带超强吸收泡沫，其特征在于，所述MXene纳米片的单片横向长度为0.05～30μm，厚度为3～20nm。

5.一种基于MXene的太赫兹波宽带超强吸收泡沫的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、配制MXene悬浮液；

(1)将盐酸、氢氟酸和去离子水混合均匀，得到刻蚀溶液；其中，盐酸、氢氟酸和去离子水的体积比为4：1：2；

(2)在步骤(1)得到的刻蚀溶液中加入Ti₃AlC₂粉末，在室温下搅拌12～36h，刻蚀掉Ti₃AlC₂ MAX相中的Al层，得到Ti₃C₂T_x MXene酸性溶液；其中，每1mL刻蚀溶液中加入0.03～0.06g Ti₃AlC₂粉末；

(3)将步骤(2)得到的Ti₃C₂T_x MXene酸性溶液采用去离子水反复离心洗涤多次，直至上清液pH值为5～7，即可得到多层Ti₃C₂T_x MXene沉淀物；

(4)将步骤(3)得到的多层Ti₃C₂T_x MXene沉淀物分散到LiCl溶液中，搅拌1～4h后，用去离子水反复离心洗涤多次，直至上清液变黑；其中，LiCl溶液的浓度为0.000024～0.0007mol/mL，步骤(2)中每1g Ti₃AlC₂粉末对应50～150mL的LiCl溶液；

(5)将步骤(4)得到的沉淀物分散于去离子水中，得到均匀分散的MXene悬浮液；其中，MXene悬浮液中，Ti₃C₂T_x的质量浓度为0.1mg/mL～15mg/mL；

步骤2、将孔径300μm～3mm、厚度≤10mm的多孔聚合物泡沫浸泡于步骤1得到的MXene悬浮液中，浸泡时间为5～30min，浸泡过程中，采用镊子挤压多孔聚合物泡沫数次；完成后，取出多孔聚合物泡沫，在常温常压下静置30min以上；

步骤3、将步骤2得到的样品放置于真空干燥箱中，在30～80℃下干燥12～36h，即可得到所述基于MXene的太赫兹波宽带超强吸收泡沫。