[发明专利]具有高效电磁屏蔽性能的木材基碳海绵及制法和应用

权利要求书

1.一种具有高效电磁屏蔽性能的木材基碳海绵，其特征在于，其为MXene片层吸附于木材基体所形成的三维片层多孔结构，其中，MXene为二维层状结构过渡金属碳化物和/或碳氮化物，MXene片尺寸为0.5-1μm，成品碳海绵孔隙率为20-50％；所述木材基碳海绵的制备包括以下步骤：将碳海绵在MXene溶液中浸泡处理后冷冻干燥与退火，所述退火的温度为600-900℃，升温速率为5-10℃/min。

2.根据权利要求1所述的木材基碳海绵，其特征在于，所述MXene片占复合材料的质量分数为10-20％。

3.根据权利要求1或2所述的木材基碳海绵，其特征在于，所述木材为轻木、椴木和松木中的一种或两种以上。

4.一种权利要求1-3任一项所述木材基碳海绵的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)制备MXene溶液:

将LiF和浓度6-10mol/L的HCl溶液按质量比1:10混合得第一溶液，向其加入MAX相前驱体，混合后得到第二溶液，洗涤至PH值为6.1-6.5，取分散体进行超声处理，离心分离得MXene溶液；

(2)制备木质可压缩碳海绵:

将NaOH与Na₂SO₃按质量比1-3:1加至水中混合得到第三溶液，浸入原木块并加热，清洗木块，再通过30vol％双氧水处理，经冷冻干燥、热处理并冷却后即得碳海绵；

(3)制备复合材料：

将步骤(2)所得碳海绵在步骤(1)所得MXene溶液中浸泡处理，冷冻干燥、退火并冷却后即得碳海绵/MXene复合材料。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述MAX相前驱体为Ti₃AlC₂，第二溶液在30-50℃进行离心处理。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，在所述离心处理后，所述第二溶液置于30-50℃油浴中磁力搅拌24-48h。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述超声处理时间为10-30min。

8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述超声处理时间为10-30min。

9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述超声处理时间为10-30min。

10.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述原木块在第三溶液中的加热时间为5-9h，和/或双氧水处理时间为2-6h，和/或冷冻干燥时间为24-48h。

11.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述原木块在第三溶液中的加热时间为5-9h，和/或双氧水处理时间为2-6h，和/或冷冻干燥时间为24-48h。

12.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述原木块在第三溶液中的加热时间为5-9h，和/或双氧水处理时间为2-6h，和/或冷冻干燥时间为24-48h。

13.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述原木块在第三溶液中的加热时间为5-9h，和/或双氧水处理时间为2-6h，和/或冷冻干燥时间为24-48h。

14.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述原木块在第三溶液中的加热时间为5-9h，和/或双氧水处理时间为2-6h，和/或冷冻干燥时间为24-48h。