【摘 要】
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目前,电磁波泄漏和相互干扰的问题逐渐复杂和凸显。电磁波污染已经成为一种真正的危险,它不仅影响通讯设备的运行,还在一定程度上危害人类的身体健康。新型高性能电磁波吸收（Electromagnetic wave absorption,EMA）材料的发现与研究是解决此类问题的关键所在。二维过渡金属碳氮化物（MXenes）材料具有表面化学活性位点多、官能团丰富等特性,成为当下新型吸波材料的研究热点。本文以新
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目前,电磁波泄漏和相互干扰的问题逐渐复杂和凸显。电磁波污染已经成为一种真正的危险,它不仅影响通讯设备的运行,还在一定程度上危害人类的身体健康。新型高性能电磁波吸收（Electromagnetic wave absorption,EMA）材料的发现与研究是解决此类问题的关键所在。二维过渡金属碳氮化物（MXenes）材料具有表面化学活性位点多、官能团丰富等特性,成为当下新型吸波材料的研究热点。本文以新型二维Mo2TiC2Tx为研究对象,通过调控酸性刻蚀条件、退火处理温度以及负载的磁性物质形貌等方式,获得了一系列“薄、轻、宽、强”的MXene基复合吸波材料。主要研究内容和结果如下:（1）首先采用目前常用的LiF/HCl或HF作刻蚀剂对Mo2TiAlC2陶瓷粉体进行酸性刻蚀。研究结果表明:Li F/HCl做刻蚀剂时,由于过度腐蚀产生了多孔的镂空形貌,无法得到典型的MXene结构。高浓度HF的加入对于成功得到Mo2TiC2Tx MXene起重要作用,纯HF刻蚀得到的样品S3拥有最大的层间空间并表现出优异的EMA性能。其最小回波损耗值达到了-25.39 d B（1.6 mm,17.04GHz）,有效吸收带宽（Effective absorption bandwidth,EAB）为3.2 GHz。分析其机理为:刻蚀得到的Mo2TiC2Tx表面丰富的官能团和缺陷能够作为极化中心以增强介电损耗。这项研究结果有效拓展了二维MXene材料家族在电磁波吸收领域的应用。（2）在上述研究的基础上,利用退火处理技术,制备了不同氧化程度的MoO3/TiO2/Mo2TiC2Tx复合材料,研究发现:随着退火温度的提高,Mo O3和Ti O2氧化物小球均匀地生长在Mo2TiC2Tx层间和表面,且尺寸逐渐增大,导致Mo2TiC2Tx层间距变宽。当退火温度为300℃时,Mo O3/Ti O2/Mo2TiC2Tx复合材料在10.18 GHz频率下最小回波损耗值达到-30.76 d B（2.3 mm）,其EAB为8.6GHz（1.8 mm）,很大程度上拓宽了Mo2TiC2Tx的吸波带宽。500℃热处理后获得的样品依然保持较宽的吸收频带,在一定程度上解决了MXene基吸波材料极易氧化导致其吸波效能下降的难题。Mo O3和Ti O2的原位引入优化了Mo2TiC2Tx的阻抗匹配,产生了大量缺陷和异质界面,强化了偶极子极化和界面极化行为,进而增强了介电损耗。（3）MXene单一的介电损耗机制不能完全满足其在新型吸波材料领域的应用。此外,磁损耗对于吸波性能的提升至关重要。本文通过对多层Mo2TiC2Tx插层处理得到了少层Mo2TiC2Tx（d-Mo2TiC2Tx）纳米片,再通过溶剂热还原途径将不同形貌的Ni磁性物质（球状和花状）负载在少层MXene上,制备了Ni/Mo2TiC2Tx复合材料。研究表明:MXene表面丰富的官能团和受限的层间空间可以减小Ni的尺寸并促进分散。此外,花状Ni负载的MXene（NM-2）表现出最佳的吸波性能:厚度1.4 mm时,回波损耗极值为-50.36 d B（13.28 GHz）,EAB为3.04 GHz。分析其吸波机理发现:负载Ni之后产生的介电损耗和磁损耗的协同效应大大增强了电磁波损耗能力;构造的2D/2D结构带来的良好阻抗匹配以及多重散射和反射进一步提升了吸波性能。
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