Ti3C2Tx薄膜制备与电磁屏蔽性能研究

秦文峰，符佳伟，王新远，李亚云，范宇航

(中国民用航空飞行学院航空工程学院，广汉 618307)

随着信息电子技术、新型材料等领域的快速发展，电子设备在人们生活的大量应用，导致电子污染日益增加，严重影响公众健康和电子、电信等设备的正常工作[1-3]。在航空航天领域，电磁辐射可能影响飞行器电子设备正常运行，严重时会造成经济损失和人员伤亡。因此，高效的电磁波吸收和屏蔽材料的研究与应用越来越受到关注。

传统的二维材料(石墨烯、氧化石墨烯、碳纳米管等)具有高比表面积和良好的机械性能等特点，作为多功能材料被广泛地用在各种领域。由于其导电性在电磁屏蔽领域也被大量应用[4-5]。Chen等[6]将石墨烯等引入到木基材料中，在4 mm厚度下复合材料电磁屏蔽性能仅有29 dB，很难在航空器上大量应用。Verma等[7]制备一种碳纳米管增强聚醚砜复合材料，电磁屏蔽约为29 dB，仅能满足普通的商业需求。MXene是一种新型的二维金属碳化物/氮化物，通过从原始MAX相中选择性刻蚀A元素，通常称为Mn+1XnTx，其中M为过渡金属(如Ti、Nb、V等)；X为碳或氮元素；Tx为表面官能团(如—O、—F、—OH)。目前，常见的MXene包括Ti3C2Tx、Ti2CTx、Nb2CTx、V2CTx等[8-12]。其中Ti3C2TxMXene是最具有代表性的一种，被广泛应用在光催化、超级电容器、微波吸收等研究领域。Ti3C2TxMXene由于灵活性、易于加工、高导电性等特性在电磁屏蔽领域被研究。Liu等[13]制备出高疏水性、高韧性的MXene泡沫，电磁屏蔽性能可以达到70 dB。现通过刻蚀工艺制备出Ti3C2TxMXene纳米片，真空辅助过滤方法制备出超薄Ti3C2Tx纳米片薄膜。在2～18 GHz频率分析其电磁屏蔽性能，这对找到一种航空超薄和高性能电磁屏蔽材料具有重要意义。……