摘要
当前的物联网时代，电子通讯设备迅猛发展的同时，由电磁波引起的电磁辐射、电磁干扰(EMI)和信息泄露等问题亦日趋严重。因此，开发轻量化、高性能、以吸收为主的电磁屏蔽防护包装材料，削减电磁波干扰和辐射对内装物的影响，并保障人体及信息安全，具有重要的市场价值和战略意义。近年来，一种新型二维材料MXene(Ti3C2Tx)凭借其超高金属导电性、大比表面积、低密度、可调活性表面等诸多优势，在高效电磁干扰屏蔽领域展现出巨大的应用潜力。本文基于大尺寸Ti3C2T。纳米片和剥离大尺寸单层Ti3C2Tx之后的沉淀物分别构筑夹层结构复合薄膜和多孔泡沫，探究它们的电磁屏蔽效能(SE)。主要研究内容如下： (1)采用HCI-LiF混合原位生成HF刻蚀方法，分别探究了6mol/LHCI和9mol/LHCI对Ti3AlC2刻蚀效果。研究表明9mol/LHCl刻蚀制备的单层Ti3C2Tx含量高和质量好。此外，采用共沉淀法和原位生长法，制备出核壳型Fe3O4@聚苯胺(PANI)颗粒。结果表明，在Fe3O4表面包覆了一层PANI，团聚现象显著减少。Fe3O4尺寸的减小提高了磁性材料的密度和含量，界面效应增强。 (2)采用真空辅助过滤法制备夹层结构Ti3C2Tx复合薄膜。SEM、XRD、XPS等检测结果表明，Fe3O4@PANI在Ti3C2Tx夹层间均匀存在，未破坏Ti3C2Tx片层结构，且电导率随Fe3O4@PANI的增加而降低。同时，对不同Ti3C2Tx含量的复合薄膜进行EMISE测试。结果表明，Fe3O4@PANI与Ti3C2Tx纳米片质量比为12:5时，复合薄膜厚度仅12.1μm，EMISE最大值达到58.8dB。此SE远高于相同厚度的纯Ti3C2Tx薄膜。另外，通过提高Ti3C2Tx浓度来调节薄膜厚度，当厚度为16.7μm时，EMISE高达62dB。 （3）采用分离单层Ti3C2Tx之后的沉淀与聚乙烯醇（PVA）进行复合，通过真空冷冻干燥技术制备出MXene/PVA泡沫。结果表明，含有许多小尺寸及多层的Ti3C2Tx以及未刻蚀的Ti3AlC2沉淀作为导电填料制备的复合材料，表现出高达46.7dB的EMISE。该制备方法提高了Ti3C2Tx的利用率，从而进一步拓宽Ti3C2Tx的潜在应用价值。
NETL