本发明涉及功能材料，具体涉及一种具备微纳互锁结构的协同损耗电磁波复合薄膜及制备方法。
背景技术：
1、当前，伴随着无线通信、电子设备的迅猛发展，不可避免会产生大量电磁干扰、电磁污染，甚至会对人类身体的免疫、中枢神经系统产生潜在的威胁。且随着反雷达隐身技术的不断发展，作战中各类军事武器、军事基地的生存能力大大降低，而吸波材料可以吸收、损耗电磁波并转化为其他能量，有效降低军事系统被雷达探测到的概率。因此，电磁波吸收材料的设计与应用成为了军事领域的重要研究方向之一。
2、mxene是一种新型二维过渡金属碳化物，具有丰富的表面官能团、高本征电导率、可调谐的介电性能等许多优异的物理化学特性，在传感、电磁吸收、超级电容器等领域具有很好的应用前景。但是由于mxene的低磁导率使得其阻抗与自由空间不匹配，导致其只具备单损耗机制，且mxene主要是反射而不是吸收、损耗电磁波，限制了其吸波性能和实际应用。为了改善mxene的吸波性能，亟需开发基于mxene的复合材料。
3、为了改善mxene单一片状结构组成的薄膜孔隙率低，阻抗匹配性能差，且电损耗所导致的低吸波性能，本发明采用一种有效的方法将介电材料cnts添加到mxene中。再通过一维线状结构的cnts可以与二维片状结构的mxene形成微纳互锁的多孔结构薄膜，介电材料的加入有助于提高复合材料的介电损耗性能，而复合薄膜是一种三维多孔结构，电磁波能够在众多孔洞中发生多次反射、损耗，因此可以构成一种微纳互锁多孔结构的电磁波协同损耗复合材料。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种具备微纳互锁结构的协同损耗电磁波复合薄膜及制备方法，其能够解决mxene二维过渡金属材料单一损耗机制、高反射率导致的难以达到较高电磁波吸收率的问题。
2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
3、第一方面，本发明提供了一种具备微纳互锁结构的协同损耗电磁波复合薄膜，包括介电材料cnts和导电材料mxene，所述cnts为纳米级一维线形材料，所述mxene为微米级二维片状材料。
4、进一步，所述介电材料cnts和导电材料mxene的重量比为1~5：5~9。
5、第二方面，本发明提供了一种具备微纳互锁结构的协同损耗电磁波复合薄膜的制备方法，其特征在于，包括：
6、提供cnts粉末，采用酸刻蚀法制备mxene悬浮液，所述悬浮液中的mxene呈微米级；
7、将cnts粉末加入到mxene悬浮液中，搅拌，超声分散，得到分散液；
8、将分散液真空抽滤，得到上述的具备微纳互锁结构的协同损耗电磁波复合薄膜。
9、进一步，按质量分数计，所述分散液中的固体物质包括50~90%的mxene和10~50%的cnts粉末。
10、进一步，采用酸刻蚀法制备mxene悬浮液的过程具体如下：
11、以max相为原料，氢氟酸溶液为刻蚀液，选择性刻蚀max相中的a原子层，得到中间产物；所述max相的化学式为mn+1axn，m为ti、v或nb，a为al、sn、ge或sb，x为c或n；
12、将中间产物添加到氟化锂插层溶液中，剥离获得mxene分散液；
13、将mxene分散液搅拌、离心，得到沉淀物，再将沉淀物分散于去离子水中，混悬，离心，取上层悬浮液，即为mxene悬浮液。
14、进一步，所述刻蚀液还包括盐酸溶液；
15、按体积份计，所述刻蚀液包括2体积份的氢氟酸溶液、12体积份的盐酸溶液和6体积份的水；
16、刻蚀时，max相在刻蚀液中的浓度为0.03～0.05g/ml。
17、进一步，所述盐酸溶液的浓度为20～36wt.%，所述氢氟酸溶液的浓度为36～49wt.%。
18、本发明具有如下意想不到的有益效果：
19、1、本发明将介电材料cnts添加到mxene中，通过一维线状结构的cnts与二维片状结构的mxene形成微纳互锁的多孔结构薄膜，介电材料的加入有助于提高复合材料的介电损耗性能，使得薄膜具有电导损耗和介电损耗双重损耗机制，对电磁波的损耗更加有效。而且得到的复合薄膜是一种三维多孔结构，能够使电磁波更容易进入材料内部，电磁波能够在众多孔洞中发生多次反射、损耗，进一步吸收、损耗电磁波，提升了吸波性能。
20、2、本发明所述具备微纳互锁结构的协同损耗电磁波复合薄膜改善了mxene单一片状结构组成的薄膜孔隙率低、阻抗匹配性能差且电损耗所导致的低吸波性能，解决了mxene二维过渡金属材料单一损耗机制、高反射率导致的难以达到较高电磁波吸收率的问题。
21、3、本发明所述制备方法操作简单，成本低廉，能够实现低能耗大批量的实际生产制造。
1.一种具备微纳互锁结构的协同损耗电磁波复合薄膜，其特征在于：包括介电材料cnts和导电材料mxene，所述cnts为纳米级一维线形材料，所述mxene为微米级二维片状材料。
2.根据权利要求1所述的具备微纳互锁结构的协同损耗电磁波复合薄膜，其特征在于：所述介电材料cnts和导电材料mxene的重量比为1~5：5~9。
3.一种具备微纳互锁结构的协同损耗电磁波复合薄膜的制备方法，其特征在于，包括：
4.根据权利要求3所述的具备微纳互锁结构的协同损耗电磁波复合薄膜的制备方法，其特征在于：按质量分数计，所述分散液中的固体物质包括50~90%的mxene和10~50%的cnts粉末。
5.根据权利要求3所述的具备微纳互锁结构的协同损耗电磁波复合薄膜的制备方法，其特征在于，采用酸刻蚀法制备mxene悬浮液的过程具体如下：
6.根据权利要求5所述的具备微纳互锁结构的协同损耗电磁波复合薄膜的制备方法，其特征在于：所述刻蚀液还包括盐酸溶液；
7.根据权利要求6所述的具备微纳互锁结构的协同损耗电磁波复合薄膜的制备方法，其特征在于：所述盐酸溶液的浓度为20～36wt.%，所述氢氟酸溶液的浓度为36～49wt.%。
