[发明专利]一种基于MXene废弃沉淀制备的电磁波吸收材料及其制备方法和应用

说明书

一种基于MXene废弃沉淀制备的电磁波吸收材料及其制备方法和应用，属于纳米材料、电磁波吸收材料技术领域。本发明提供了一种基于MXene废弃沉淀得到的电磁波吸收材料，是通过以MAX相刻蚀制备MXene后剩余的MXene废弃沉淀为原材料，经过收集，干燥，碳化处理后得到的。所述碳化处理为：将干燥后的MXene废弃沉淀置于坩埚中，放入管式炉中在N₂气氛下400‑1000℃碳化1‑5h，得到电磁波吸收材料。还提供了该电磁波吸收材料的制备方法及其应用。本发明方法简单，对MXene废弃沉淀进行二次利用，并有效提高了吸波材料的吸波性能和吸波带宽。

技术领域

本发明属于纳米材料、电磁波吸收材料技术领域，具体涉及一种基于MXene废弃沉淀制备的电磁波吸收材料及其制备方法和应用。

背景技术

电磁波在雷达、先进探测器以及精密武器等领域中获得了广泛应用，由此也产生了电磁污染、电磁干扰、电磁泄露等棘手问题。高效吸波材料的开发对环境保护和人体健康、保障信息安全具有重要意义。近年来，各种新型电磁波吸收材料已经被开发出来以对抗电磁波辐射和干扰。MXene是一种二维分层早期过渡金属碳化物、氮化物或碳氮化物，MXene材料由于其特殊的二维结构，高电导率，大表面积，低密度等特点被用于吸波材料研究。然而，目前主流的MXene纳米片的制备方法产率低，MXene剥离后会产生的大量废弃沉淀(～80-90％)，为了降低成本和减少浪费，本发明利用MXene剥离后产生的大量废弃沉淀作为原材料制备电磁波吸收材料。

在最接近的现有技术专利号为CN112292015A的文件中公开了一种MXene/PPy复合吸波剂及其制备方法；专利号为CN110283570A的文件中公开了一种FeCo@MXene核壳结构复合吸波材料及其制备方法；专利号为CN112251193A的文件中公开了一种基于MXene与金属有机框架的复合吸波材料及其制备方法和应用；以上对比文件中均通过将MXene与其他吸波材料复合，在一定程度上提高了MXene的吸波性能和拓宽了有效吸收带宽。但是，其对电磁波的吸收能力仍有待提高，而且MXene原材料的成本较高，复合材料的制备步骤复杂。

因此，开发一种能够对废料进行二次利用且制备过程简单的电磁波吸收材料对于吸波材料的开发和生产具有重要意义。与MXene材料相比，MXene废弃沉淀吸波材料具有成本低且制备过程简单的优点，剥离MXene纳米片之后产生的废弃沉淀可以被二次利用，但目前还未有关于基于MXene废弃沉淀制备吸波材料的报道。因此，设计制备一种基于MXene废弃沉淀的电磁波吸收材料的制备方法，能够以更简单和环保的方式开发新型电磁波吸波材料，以获得更优异的吸收性能。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于设计提供一种基于MXene废弃沉淀制备的电磁波吸收材料及其制备方法和应用。本发明吸波材料的制备方法简单，且对MXene废弃沉淀进行二次利用，降低成本，保护环境；通过碳化处理，有效提高了吸波材料的吸波性能和吸波带宽。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于MXene废弃沉淀制备的电磁波吸收材料，其特征在于所述电磁波吸收材料是通过以MAX相刻蚀制备MXene后剩余的MXene废弃沉淀为原材料，经过收集，干燥，碳化处理后得到的。

所述的一种基于MXene废弃沉淀制备的电磁波吸收材料，其特征在于所述碳化处理为：将干燥后的MXene废弃沉淀置于坩埚中，放入管式炉中在N₂气氛下400-1000℃碳化1-5h，得到电磁波吸收材料。

所述的基于MXene废弃沉淀制备的电磁波吸收材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)将MAX相加入到刻蚀剂中进行刻蚀处理，得到MXene；

(2)反复用去离子水洗涤并离心至中性后，经若干次的震荡和离心后，收集下层沉淀即MXene废弃沉淀；