MXene基膜的轻量化及其电磁屏蔽性能研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:feilang166
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着5G时代的到来,手机、平板和智能可穿戴设备会进一步迅猛发展,环境中电磁辐射污染将日益严重。因此,迫切需要寻找超薄、轻质且高效的电磁屏蔽材料用于治理电磁污染。MXene系列二维材料自从问世以来,凭借其优越的导电性和易加工可设计性使它成为未来最有前景的高品质电磁屏蔽材料之一。但通常MXene所组装的材料密度较大,严重限制了其在航空航天以及便携式电子通讯设备等领域中的应用。本论文基于MXene(Ti3C2Tx)制备膜材料,重点研究了其轻量化过程以及电磁屏蔽性能。
  用原位氢氟酸法制备单层高品质的MXene纳米片,并通过真空抽滤的方式进行MXene膜组装。在干燥去除水分时,利用MXene片层之间残留的水分作为冰晶牺牲模板,进而构建出一种层间具有三维连续多孔结构的MXene膜。孔隙结构的引入有效地降低了MXene膜密度,使密度降低至1gcm-3以下,且有利于电磁波多重反射衰减。所制备的柔性多孔MXene膜的电磁屏蔽性能极其优异,其SSE/t值可高达35837dBcm2g-1。
  采用交替抽滤的方法制备“三明治结构”MXene/CNTs复合膜。碳纳米管网状结构充当了复合膜的“夹心”层,能在有效降低MXene膜密度的同时还提供了良好的电磁屏蔽性能。所构筑的一系列“三明治结构”MXene/CNTs复合膜均呈现出了较低的密度和优异的电导率。特别是MXene/CNTs@9的密度仅为1.16gcm-3,且其电磁屏蔽效能显著优于杂乱混合的MXene/CNTs复合膜。
  在MXene膜体系中引入力学性能良好的纤维素纳米纤维(CNF),制备出具有优异柔韧性的MXene/CNF复合膜。冰晶牺牲模板在复合膜层间创造出丰富的孔隙结构,而CNF则通过氢键作用与MXene紧密连接,在降低MXene膜密度(1.4 g cm-3)的同时还赋予了复合膜优越的力学强度。研究发现CNF和MXene纳米片之间具有协同增强效果,制备的MXene/CNF复合膜兼具优异力学性能和电磁屏蔽效能。另外,采用交替抽滤的方法将MXene和CNF构建出“三明治结构”MXene/CNF复合膜,比较了这种特殊结构与杂乱混合的MXene/CNF复合膜在电磁干扰屏蔽方面的区别。结果表明“三明治结构”MXene/CNF复合膜的SSE/t值高于柔性多孔MXene/CNF复合膜。本文的设计思路和方法使MXene基膜轻量化的同时还具备优异的电磁屏蔽性能,对于需要轻质电磁屏蔽材料的应用领域具有重要的意义。
其他文献
由于开关电源开关频率的不断提高,其高频开关波形含有大量的谐波成分,通过电源输出线路、印制线路板、变压器和散热器等向外传播,形成传导干扰和辐射干扰,这些干扰如果不加以控制,就会影响电源周围设备的正常工作.因此,如何抑制开关电源产生的传导和辐射电磁干扰,以及提高开关电源的电磁敏感性已经成为开关电源设计中的一个非常重要的环节.该文综述了开关电源产生传导电磁干扰的干扰源和干扰传播路径和抑制这种电磁干扰的常
学位
远程终端单元(RTU)作为照明系统的现场测控单元,集数据采集、传输与现场控制于一体,使照明系统能够实时远程监管现场设备,确保夜间正常照明。但由于RTU长期处于无人监管、环境恶劣的室外,易产生各种不确定性故障,若不能及时确定故障源而错过维修时间,会扰乱整个城市的交通秩序,所以对RTU的故障诊断研究具有实际的研究意义。  本文采用故障树分析法实现RTU的故障诊断。首先对故障树分析原理、建立过程、定性与
学位
本文主要研究了矿用风水管路工况在线监测系统的软件设计,替代了传统的人工巡检监测方法,以达到通过对环境参数的实时监测,让工作人员了解矿用风水管路工作情况的目的。对降低煤矿事故发生率和提高煤矿生产效益有着重要的意义。本在线监测系统是将微控制器技术、传感器技术,虚拟仪器技术、数据库技术和MATLAB仿真技术相结合得到。通过RS-485接口和工业以太网两种通信方式进行数据通信,实现采集数据的实时数值与实时
在移动式机械设备的自动控制系统中,需要较大的压力或流量来驱动液压装置正常工作。压力传感器作为液压系统压力的重要测量元件,其测量精度直接关系到系统的工作性能,压力传感器校验是保证系统可靠工作的必要手段。本文采用电液比例加载技术与虚拟仪器技术,设计了性能校验试验台的基于电液加载的压力传感器性能校验系统,为不同测量范围的待测压力传感器的性能校验提供了稳定可靠的系统压力与校验平台。  首先,为了能够给传感
21世纪以来,随着计算机和信息技术在军事领域中各方面的深入应用和发展,现代战争的作战模式也有了比较明显的变化,逐渐从以往的“平台中心战”向着“网络中心战”的作战模式方向发展。“网络中心战”下的分布式协同作战方式,以信息网络为支撑,组织分布于广域多维战场空间内多种参战力量进行作战协同,在各自作战单元内通过交互协同信息,完成统一的协同认识。随着侦察手段的增加,战场态势呈现信息量大、复杂性和多变性的特征
学位
随着现代科技的进步以及计算机的快速发展,各种各样的计算机软件成为了生活中的必需品,随之,人们对日常使用的软件质量要求也逐渐变高。软件测试是检验软件质量的重要技术手段,而设计测试用例是软件测试的重要环节和核心难点。设计测试用例自动生成将可以大大提升软件测试的效率,同时可以节约大量的人力和物力。因此,测试用例自动生成问题的研究课题具有重要的理论价值和实用意义。  解决测试用例自动生成问题,需要通过构造
学位
自2002年起,脑部疾病已成为导致全球人类死亡的第二大病因。在脑部疾病诊断过程中,脑部医学图像能够以非侵入的方式对正常和不正常的脑部结构进行清晰的可视化,从而成为医生进行脑部疾病诊断的重要工具之一,这也使医院产出大量的脑部医学图像。这些急速增长的图像促使研究由假设驱动的研究模式转变为数据驱动的研究模式,从而使面向脑部医学图像的计算机辅助分析成为健康医疗大数据领域的一个重要研究分支。  在脑部医学图
尽管很多建筑师和其他建筑环境专业的学者对建筑与特色做出了广泛的研究,但特别针对北京城市建筑及特色研究的文章却很少。在这些少量的研究中,他们认为北京的建筑特色仅仅体现在它的传统形式文化。本文试图评估北京城市从1949到2012年的建筑演变。首先,调查了城市现代化进程和建筑的发展;其次,通过对重要的现代、后现代主义建筑项目和北京现存的建筑案例进行研究,分析出特色的理念不仅存在于它的表面,而且还与它的文
学位
纳米抗体因其具有的独特优势,近年来在肿瘤诊断治疗、生物技术和食品安全等领域取得了较大进展并具有良好的应用前景,这就要求它具有更高的亲和力。同时,纳米抗体独特的空间结构使其易于在体外进行亲和力成熟。由于本实验室前期研究获得的来源于合成文库的抗CD47特异性纳米抗体(VHH2)三维结构  未知,且亲和力较低,限制了进一步的应用。故而在本研究中,我们探究了同源建模所得纳米抗体三维结构应用于体外亲和力成熟
本论文主要研究基于芴酮和硫芴等中心骨架的有机晶体的二次谐波产生(Second harmonic generation, SHG)及其与双光子荧光(Two-photon fluorescence, TPF)共振增强的非线性光学(Nonlinear optics, NLO)现象。  设计合成了苯乙炔基官能化的芴酮衍生有机小分子,研究了其具有多种晶型以及不同微结构的可控自组装。考察了这些自组装微尺寸有机
学位