[发明专利]一种通过热退火工艺生成TiO2

说明书

本发明属于电磁屏蔽复合材料技术领域，具体涉及一种通过热退火工艺生成TiO₂‑Ti₃C₂T_x异质结构增强电磁屏蔽效能的方法，通过引入二维片层氧化石墨烯增强复合材料的导电性能，增强复合材料的电导损耗和传导损耗。通过在氮气气氛下，对复合材料进行热退火控制氧化处理，可在Ti₃C₂T_x纳米片上原位生成锐钛矿相TiO₂纳米棒，TiO₂‑Ti₃C₂T_x异质结构增强了复合材料与入射电磁波之间的偶极子极化，同时优化了其的介电损耗和与自由空间的阻抗匹配。从而得到具有多重损耗机理协同作用的电磁屏蔽复合材料，具有广阔的市场前景。

技术领域

本发明属于电磁屏蔽复合材料技术领域，具体涉及一种通过热退火工艺生成TiO₂-Ti₃C₂T_x异质结构增强电磁屏蔽效能的方法。

背景技术

为了满足人们对方便生活的渴望，电子产品已经成为人们日常生活中不可缺少的一部分。电子产品的广泛使用给人们带来便利的同时，也在一定程度上造成了危害。过度的电磁辐射会导致电磁污染，它不仅会干扰电子设备的应用，甚至危害人们的健康。因此，电磁波屏蔽器和吸收器的研究和实际应用越来越受到人们的重视。为了获得良好的电磁波吸收性能，材料的组成控制和结构设计至关重要。

Ti₃C₂T_x是典型的MXene家族(2D过渡金属碳化物或氮化物)材料，具有大量的活性位点、丰富的表面端点、独特的结构、显著的导电性和力学性能，因此被广泛应用于储能、催化、电磁屏蔽，电磁波吸收。然而，从以往的研究中可以看出，纯Ti₃C₂T_x的高介电参数值导致阻抗与自由空间匹配不良。因此，纯Ti₃C₂T_x的电磁波吸收能力并不理想。热还原氧化石墨烯已被证明是去除部分氧官能团和恢复晶格结构的有效途径。针对Ti₃C₂T_x材料的介电损耗和阻抗与自由空间的匹配问题，通过热退火工艺来改变Ti₃C₂T_x材料的表面结构并调整其介电性能是一种有效的方法。同时多组分电磁屏蔽材料的设计可以为极化行为提供众多的异质界面，提高产品的阻抗匹配，是获得高性能电磁屏蔽材料的有效策略。

发明内容

本发明制备了一种新型的TiO₂-Ti₃C₂T_x/rGO电磁屏蔽复合材料。该复合材料采用高导电性的Ti₃C₂T_x作为基材，引入氧化石墨烯以提高电磁干扰屏蔽效能。低介质的TiO₂纳米棒的引入调整了Ti₃C₂T_x的介电参数，以实现与自由空间更好的阻抗匹配。同时探充了锐钛矿相TiO₂纳米棒可以通过在500℃退火温度下控制氧化而形成，TiO₂-Ti₃C₂T_x异质结构可以在多个界面上产生介电偶极子协同作用。简而言之，良好的阻抗匹配和衰减能力使复合材料表现出良好的电磁屏蔽效能。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

采用12M盐酸和氟化锂选择性刻蚀Ti₃AlC₂中的金属Al层，经过超声之后从而生成少片层Ti₃C₂T_x。冷冻干燥之后形成Ti₃C₂T_x纳米片；