一种铁氧体-锰氧化物-MXene复合吸波粒子及其制备方法和应用

一种铁氧体-锰氧化物-mxene复合吸波粒子及其制备方法和应用
技术领域
1.本发明涉及电磁波吸收材料技术领域，具体涉及一种铁氧体-锰氧化物-mxene复合吸波粒子及其制备方法和应用。


背景技术：

2.近些年来，电子通信产业发展迅速，电子产品的种类越来越丰富，在给人们的生活带来便利的同时，也造成了日益严重的电磁波污染问题。研究表明，人体长期暴露在较高强度的电磁辐射之下身体健康会受到损害。另外，在国防军工领域，涉密的电磁信号泄露可能会造成国家信息安全隐患，危害国家安全。因此，开发高性能的电磁波吸收材料对于保障人们身体健康、实现电子设备及电子元器件的正常运作、维护国防信息安全等我具有十分重要的经济价值和社会意义。
3.二维纳米材料mxene具有多层结构，导电性高，比表面积较大，在电磁波吸收领域受到广泛关注。然而，mxene也存在介电常数过高、阻抗匹配较差、吸波损耗机制单一等缺点，单独使用mxene作为吸波材料的效果不佳，需要将mxene与其他吸波材料复合，利用介电损耗和磁损耗等作用来改善吸波性能，但现有的基于mxene的吸波复合材料普遍存在电磁波吸收性能一般、吸收频带窄、阻抗匹配性较差等问题，难以完全满足实际应用需求。
4.因此，开发一种电磁波吸收性能优异、吸收频带宽、阻抗匹配性好的轻质吸波材料具有十分重要的意义。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种铁氧体-锰氧化物-mxene复合吸波粒子及其制备方法和应用。
6.本发明所采取的技术方案是：
7.一种铁氧体-锰氧化物-mxene复合吸波粒子，其组成包括铁氧体内核、锰氧化物中间壳层和mxene外包覆层。
8.优选的，所述铁氧体-锰氧化物-mxene复合吸波粒子包括以下质量百分比的组分：
9.铁氧体：44.5％～83.5％；
10.锰氧化物：15％～44.5％；
11.mxene：1％～10％；
12.表面活性剂：0.1％～1％。
13.优选的，所述铁氧体由氧化铁(fe2o3)与镍的氧化物、锌的氧化物、锰的氧化物中的至少一种组成。
14.优选的，所述锰氧化物为二氧化锰(mno2)、氢氧化氧锰(mnooh)、四氧化三锰(mn3o4)中的至少一种。
15.优选的，所述mxene为碳化钛(ti3c2)mxene、碳化锆(zr3c2)mxene、碳化锰(mn2c)
mxene中的至少一种。
16.进一步优选的，所述mxene为碳化钛mxene。
17.优选的，所述碳化钛mxene通过以下方法制备得到：将钛碳化铝(ti3alc2)max分散在盐酸(hcl)和氟化锂(lif)的混合溶液中，进行加热搅拌和离心洗涤，直至上清液的ph为6～7，再将沉淀物冷冻干燥，即得碳化钛mxene(ti3c2t
x mxene)。
18.优选的，所述钛碳化铝max、hcl、lif的质量比为1:3～9:1～3。
19.优选的，所述盐酸和氟化锂的混合溶液中hcl的浓度为9mol/l～12mol/l。
20.优选的，所述加热搅拌在温度40℃～60℃、搅拌机转速400rpm～800rpm的条件下进行，搅拌时间为24h～72h。
21.优选的，所述表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、溴化十六烷基吡啶中的至少一种。
22.上述铁氧体-锰氧化物-mxene复合吸波粒子的制备方法包括以下步骤：
23.1)将铁盐、其它金属盐、聚乙烯吡咯烷酮和尿素分散在有机溶剂中，进行溶剂热反应，得到铁氧体纳米粒子；将mxene超声分散在水中，得到mxene水分散液；
24.2)将铁氧体纳米粒子分散在溶剂中，再加入高锰酸钾，进行反应，得到铁氧体-锰氧化物核壳粒子；
25.3)将铁氧体-锰氧化物核壳粒子和表面活性剂分散在水中，得到表面改性的铁氧体-锰氧化物核壳粒子；
26.4)将表面改性的铁氧体-锰氧化物核壳粒子加入mxene水分散液中，进行超声分散，即得铁氧体-锰氧化物-mxene复合吸波粒子。
27.优选的，上述铁氧体-锰氧化物-mxene复合吸波粒子的制备方法包括以下步骤：
28.1)将铁盐、其它金属盐、聚乙烯吡咯烷酮和尿素分散在有机溶剂中，进行溶剂热反应，离心，取离心得到的固体进行洗涤和冷冻干燥，得到铁氧体纳米粒子；将mxene超声分散在水中，得到mxene水分散液；
29.2)将铁氧体纳米粒子分散在溶剂中，再加入高锰酸钾，进行反应，离心，取离心得到的固体进行洗涤和冷冻干燥，得到铁氧体-锰氧化物核壳粒子；
30.3)将铁氧体-锰氧化物核壳粒子和表面活性剂分散在水中，超声分散，离心，取离心得到的固体进行洗涤，得到表面改性的铁氧体-锰氧化物核壳粒子；
31.4)将表面改性的铁氧体-锰氧化物核壳粒子加入mxene水分散液中，进行超声分散，再进行搅拌，离心，取离心得到的固体进行洗涤和冷冻干燥，即得铁氧体-锰氧化物-mxene复合吸波粒子。
32.优选的，步骤1)所述铁盐为氯化铁、硫酸铁、硝酸铁中的至少一种。
33.进一步优选的，步骤1)所述铁盐为六水合三氯化铁。
34.优选的，步骤1)所述其它金属盐为镍盐、锌盐、锰盐中的至少一种。
35.进一步优选的，步骤1)所述其它金属盐为六水合氯化镍、氯化锌、四水合氯化锰中的至少一种。
36.优选的，步骤1)所述聚乙烯吡咯烷酮的聚合度为200～1000。
37.优选的，步骤1)所述有机溶剂为乙二醇、乙二醇、丙三醇中的至少一种。
38.优选的，步骤1)所述铁盐和其它金属盐中金属离子的总摩尔数与尿素的摩尔数的
比为1:1～3。
39.优选的，步骤1)所述溶剂热反应在160℃～200℃下进行，反应时间为12h～24h。
40.优选的，步骤1)所述离心在离心机转速3500rpm～5000rpm下进行，离心时间为5min～30min。
41.优选的，步骤1)所述mxene、水的质量比为0.5～2:100。
42.优选的，步骤1)所述超声分散的超声功率为250w～500w，分散时间为30min～120min。
43.优选的，步骤2)所述反应在100℃～160℃下进行，反应时间为6h～24h。当溶剂为水，并滴入盐酸调节ph至2～4时，所得锰氧化物为mno2；当溶剂为乙醇-水混合溶剂或丙醇-水混合溶剂，醇的体积分数为5％～20％时，所得锰氧化物为mnooh；当溶液为乙二醇-水混合溶剂或丙三醇-水混合溶剂，醇的体积分数为5％～20％时，所得锰氧化物为mn3o4。
44.优选的，步骤4)所述超声分散的超声功率为250w～500w，分散时间为30min～60min。
45.优选的，步骤4)所述搅拌在搅拌机转速400rpm～600rpm下进行，搅拌时间为6h～12h。
46.优选的，步骤1)、2)和4)所述冷冻干燥在-50℃～-70℃下进行，干燥时间为12h～36h。
47.一种电磁波吸收材料，其组成包括上述铁氧体-锰氧化物-mxene复合吸波粒子。
48.本发明的有益效果是：本发明的铁氧体-锰氧化物-mxene复合吸波粒子具有优异的电磁波吸收性能，且吸收频带宽、阻抗匹配性好、质轻、制备方法简单，适合进行大规模工业化应用。
49.具体来说：
50.1)本发明的铁氧体-锰氧化物-mxene复合吸波粒子具有特殊的三层结构，即以铁氧体为内核，以锰氧化物为中间壳层，以mxene纳米片为最外包覆层，由于铁氧体的组分及颗粒大小、锰氧化物的组成及壳层厚度、mxene的厚度等都可以进行调控，因此复合吸波粒子的电磁参数可以在较大范围内改变，有利于实现阻抗匹配，获得优异的吸波性能；
51.2)本发明的铁氧体-锰氧化物-mxene复合吸波粒子具有多种电磁波损耗机制，铁氧体以磁损耗为主，锰氧化物以介电极化损耗为主，mxene以导电损耗为主，多种损耗机制协同作用有助于增强反射损耗和拓展吸收带宽，此外，核壳粒子特殊的多层结构和花状结构也有助于电磁波的多重散射和反射，增强电磁波的损耗；
52.3)本发明的铁氧体-锰氧化物-mxene复合吸波粒子中的锰氧化物具有强大的离子吸附能力，可以大量吸附表面活性剂，阳离子表面活性剂改性核壳粒子带正电，而mxene由于其表面基团(-f、-o、-oh)带负电，因此，mxene与铁氧体-锰氧化物核壳粒子可以通过静电吸附结合，提高了复合吸波粒子的稳定性；
53.4)本发明的铁氧体-锰氧化物-mxene复合吸波粒子的制备方法简单易行，无需高温或复杂的化学反应，避免了mxene的高温氧化或化学变化。
附图说明
54.图1为实施例1中的fe3o4纳米粒子的sem图。
55.图2为实施例1中的fe3o
4-mno2核壳粒子的sem图。
56.图3为实施例1中的fe3o
4-mno
2-mxene复合吸波粒子的sem图。
57.图4为不同厚度含实施例1的fe3o
4-mno
2-mxene复合吸波粒子的样品的反射损耗曲线。
58.图5为不同厚度含实施例2的fe3o
4-mno
2-mxene复合吸波粒子的样品的反射损耗曲线。
59.图6为不同厚度含实施例3的fe3o
4-mno
2-mxene复合吸波粒子的样品的反射损耗曲线。
60.图7为不同厚度含实施例4的znfe2o
4-mno
2-mxene复合吸波粒子的样品的反射损耗曲线。
61.图8为不同厚度含实施例5的fe3o
4-mn3o
4-mxene复合吸波粒子的样品的反射损耗曲线。
62.图9为不同厚度含对比例1的fe3o
4-mno2复合吸波粒子的样品的反射损耗曲线。
63.图10为不同厚度含对比例2的mxene纳米片的样品的反射损耗曲线。
具体实施方式
64.下面结合具体实施例对本发明作进一步的解释和说明。
65.实施例1：
66.一种fe3o
4-mno
2-mxene复合吸波粒子，其制备方法包括以下步骤：
67.1)将4.05g的六水合三氯化铁分散在60ml的乙二醇中，再加入0.3g的聚乙烯吡咯烷酮(聚合度400)和1.8g的尿素，搅拌均匀，再将物料转移至反应釜中，200℃保温20h，离心，取离心得到的固体用去离子水洗涤5次，再-50℃下冷冻干燥24h，得到fe3o4纳米粒子；
68.2)将4g的ti3alc2max加入到由40ml浓度9mol/l的盐酸和4g的lif组成的混合溶液中，60℃下搅拌72h，离心，洗涤至上清液的ph为6，取沉淀物-50℃下冷冻干燥24h，得到多层ti3c2t
x mxene，再将1.0g的多层ti3c2t
x mxene加入100ml的去离子水中，超声分散60min，超声功率为250w，离心5min，离心机的转速为3500rpm，取上清液，得到mxene水分散液(浓度为1mg/ml)；
69.3)将0.6g的fe3o4纳米粒子加入100ml的去离子水中，超声分散30min，超声的功率为250w，再加入1.08g的kmno4，机械搅拌30min，搅拌机的转速为400rpm，再滴加浓度12mol/l的盐酸调节反应液的ph至2，继续搅拌10min，再将物料转入反应釜中，100℃保温6h，离心，取离心得到的固体用去离子水洗涤5次，再-50℃下冷冻干燥24h，得到fe3o
4-mno2核壳粒子；
70.4)将0.5g的fe3o
4-mno2核壳粒子加入50ml浓度1mg/ml的十六烷基三甲基溴化铵溶液中，超声分散60min，超声功率为250w，离心，取离心得到的固体用去离子水洗涤5次，得到表面改性的fe3o
4-mno2核壳粒子；
71.5)将表面改性的fe3o
4-mno2核壳粒子加入含42mg的ti3c2t
x mxene的mxene水分散液中，超声分散60min，超声功率为250w，再机械搅拌6h，搅拌机的转速为500rpm，离心，取离心得到的固体用去离子水洗涤5次，再-50℃下冷冻干燥24h，即得fe3o
4-mno
2-mxene复合吸波粒子(fe3o
4-mno
2-mxene复合吸波粒子中各组分的质量百分含量分别为：fe3o4：61.3％；mno2：30.6％；ti3c2t
x mxene：7.6％；十六烷基三甲基溴化铵：0.5％)。
72.性能测试：
73.1)本实施例中的fe3o4纳米粒子的扫描电镜(sem)图如图1所示，fe3o
4-mno2核壳粒子的sem图如图2所示，fe3o
4-mno
2-mxene复合吸波粒子的sem图如图3所示。
74.由图1可知：本实施例中的fe3o4纳米粒子具有较完整的球形结构，粒径在500nm～800nm之间。
75.由图2可知：本实施例中的fe3o
4-mno2核壳粒子具有由fe3o4纳米粒子(内核)和片状mno2(外壳)组装而成的花状结构。
76.由图3可知：本发明的fe3o
4-mno
2-mxene复合吸波粒子由fe3o
4-mno2核壳粒子和包覆在fe3o
4-mno2核壳粒子表面的mxene纳米片构成。
77.2)将本实施例的fe3o
4-mno
2-mxene复合吸波粒子和石蜡按质量比2:1混合均匀，再压制成外径7mm、内径3.04mm的同轴圆环，再采用同轴法进行吸波性能测试，测试得到的吸波性能测试结果如表1所示，不同厚度的样品的反射损耗曲线如图4所示。
78.由图4可知：当样品的厚度为3.58mm时，在6.2ghz处最小反射损耗为-70.2db，有效吸收带宽为2.2ghz(5.1ghz～7.3ghz)；当样品的厚度为4.22mm时，有效吸收带宽可以达到3.7ghz(4.2ghz～6.0ghz和16.1ghz～18.0ghz)。
79.实施例2：
80.一种fe3o
4-mno
2-mxene复合吸波粒子，其制备方法包括以下步骤：
81.1)将4.05g的六水合三氯化铁分散在60ml的乙二醇中，再加入0.3g的聚乙烯吡咯烷酮(聚合度400)和1.8g的尿素，搅拌均匀，再将物料转移至反应釜中，200℃保温16h，离心，取离心得到的固体用去离子水洗涤5次，再-50℃下冷冻干燥24h，得到fe3o4纳米粒子；
82.2)将4g的ti3alc2max加入到由40ml浓度9mol/l的盐酸和6g的lif组成的混合溶液中，60℃下搅拌72h，离心，洗涤至上清液的ph为6，取沉淀物-50℃下冷冻干燥24h，得到多层ti3c2t
x mxene，再将2.0g的多层ti3c2t
x mxene加入100ml的去离子水中，超声分散60min，超声功率为250w，离心5min，离心机的转速为3500rpm，取上清液，得到mxene水分散液(浓度为2mg/ml)；
83.3)将0.6g的fe3o4纳米粒子加入100ml的去离子水中，超声分散30min，超声的功率为250w，再加入1.08g的kmno4，机械搅拌30min，搅拌机的转速为400rpm，再滴加浓度12mol/l的盐酸调节反应液的ph至2，继续搅拌10min，再将物料转入反应釜中，100℃保温12h，离心，取离心得到的固体用去离子水洗涤5次，再-50℃下冷冻干燥24h，得到fe3o
4-mno2核壳粒子；
84.4)将0.5g的fe3o
4-mno2核壳粒子加入50ml浓度2mg/ml的十六烷基三甲基溴化铵溶液中，超声分散60min，超声功率为250w，离心，取离心得到的固体用去离子水洗涤5次，得到表面改性的fe3o
4-mno2核壳粒子；
85.5)将表面改性的fe3o
4-mno2核壳粒子加入含56mg的ti3c2t
x mxene的mxene水分散液中，超声分散60min，超声功率为250w，再机械搅拌6h，搅拌机的转速为500rpm，离心，取离心得到的固体用去离子水洗涤5次，再-50℃下冷冻干燥24h，即得fe3o
4-mno
2-mxene复合吸波粒子(fe3o
4-mno
2-mxene复合吸波粒子中各组分的质量百分含量分别为：fe3o4：59.4％；mno2：29.7％；ti3c2t
x mxene：9.9％；十六烷基三甲基溴化铵：1％)。
86.性能测试：
87.将本实施例的fe3o
4-mno
2-mxene复合吸波粒子和石蜡按质量比2:1混合均匀，再压制成外径7mm、内径3.04mm的同轴圆环，再采用同轴法进行吸波性能测试，测试得到的吸波性能测试结果如表1所示，不同厚度的样品的反射损耗曲线如图5所示。
88.由图5可知：当样品的厚度为1.41mm时，在14.9ghz处最小反射损耗为-66.2db，有效吸收带宽为3.5ghz(12.9ghz～16.4ghz)；当样品的厚度为1.49mm时，有效吸收带宽可以达到3.7ghz(12.0ghz～15.7ghz)。
89.实施例3：
90.一种fe3o
4-mno
2-mxene复合吸波粒子，其制备方法包括以下步骤：
91.1)将4.05g的六水合三氯化铁分散在60ml的乙二醇中，再加入0.3g的聚乙烯吡咯烷酮(聚合度400)和2.7g的尿素，搅拌均匀，再将物料转移至反应釜中，200℃保温24h，离心，取离心得到的固体用去离子水洗涤5次，再-50℃下冷冻干燥24h，得到fe3o4纳米粒子；
92.2)将4g的ti3alc2max加入到由40ml浓度9mol/l的盐酸和4g的lif组成的混合溶液中，60℃下搅拌72h，离心，洗涤至上清液的ph为6，取沉淀物-50℃下冷冻干燥24h，得到多层ti3c2t
x mxene，再将1.0g的多层ti3c2t
x mxene加入100ml的去离子水中，超声分散120min，超声功率为250w，离心5min，离心机的转速为3500rpm，取上清液，得到mxene水分散液(浓度为1.5mg/ml)；
93.3)将0.6g的fe3o4纳米粒子加入100ml的去离子水中，超声分散30min，超声的功率为250w，再加入0.54g的kmno4，机械搅拌30min，搅拌机的转速为400rpm，再滴加浓度12mol/l的盐酸调节反应液的ph至4，继续搅拌10min，再将物料转入反应釜中，100℃保温6h，离心，取离心得到的固体用去离子水洗涤5次，再-50℃下冷冻干燥24h，得到fe3o
4-mno2核壳粒子；
94.4)将0.5g的fe3o
4-mno2核壳粒子加入50ml浓度1mg/ml的十六烷基三甲基溴化铵溶液中，超声分散60min，超声功率为250w，离心，取离心得到的固体用去离子水洗涤5次，得到表面改性的fe3o
4-mno2核壳粒子；
95.5)将表面改性的fe3o
4-mno2核壳粒子加入含42mg的ti3c2t
x mxene的mxene水分散液中，超声分散60min，超声功率为250w，再机械搅拌8h，搅拌机的转速为500rpm，离心，取离心得到的固体用去离子水洗涤5次，再-50℃下冷冻干燥24h，即得fe3o
4-mno
2-mxene复合吸波粒子(fe3o
4-mno
2-mxene复合吸波粒子中各组分的质量百分含量分别为：fe3o4：73.5％；mno2：18.4％；ti3c2t
x mxene：7.6％；十六烷基三甲基溴化铵：0.5％)。
96.性能测试：
97.将本实施例的fe3o
4-mno
2-mxene复合吸波粒子和石蜡按质量比2:1混合均匀，再压制成外径7mm、内径3.04mm的同轴圆环，再采用同轴法进行吸波性能测试，测试得到的吸波性能测试结果如表1所示，不同厚度的样品的反射损耗曲线如图6所示。
98.由图6可知：当样品的厚度为3.32mm时，在6.0ghz处最小反射损耗为-61.9db，有效吸收带宽为2.5ghz(5.0ghz～7.5ghz)；当样品的厚度为2.39mm时，有效吸收带宽可以达到5.1ghz(7.5ghz～12.6ghz)。
99.实施例4：
100.一种znfe2o
4-mno
2-mxene复合吸波粒子，其制备方法包括以下步骤：
101.1)将2.7g的六水合三氯化铁和0.68g的氯化锌分散在60ml的乙二醇中，再加入0.3g的聚乙烯吡咯烷酮(聚合度400)和1.8g的尿素，搅拌均匀，再将物料转移至反应釜中，
200℃保温20h，离心，取离心得到的固体用去离子水洗涤5次，再-60℃下冷冻干燥24h，得到znfe2o4纳米粒子；
102.2)将4g的ti3alc2max加入到由40ml浓度12mol/l的盐酸和4g的lif组成的混合溶液中，60℃下搅拌72h，离心，洗涤至上清液的ph为6，取沉淀物-60℃下冷冻干燥24h，得到多层ti3c2t
x mxene，再将1.0g的多层ti3c2t
x mxene加入100ml的去离子水中，超声分散60min，超声功率为250w，离心5min，离心机的转速为3500rpm，取上清液，得到mxene水分散液(浓度为1.2mg/ml)；
103.3)将0.6g的znfe2o4纳米粒子加入100ml的去离子水中，超声分散30min，超声的功率为250w，再加入0.54g的kmno4，机械搅拌30min，搅拌机的转速为400rpm，再滴加浓度12mol/l的盐酸调节反应液的ph至2，继续搅拌10min，再将物料转入反应釜中，100℃保温6h，离心，取离心得到的固体用去离子水洗涤5次，再-60℃下冷冻干燥24h，得到znfe2o
4-mno2核壳粒子；
104.4)将0.5g的znfe2o
4-mno2核壳粒子加入50ml浓度1.2mg/ml的十六烷基三甲基溴化铵溶液中，超声分散60min，超声功率为250w，离心，取离心得到的固体用去离子水洗涤5次，得到表面改性的znfe2o
4-mno2核壳粒子；
105.5)将表面改性的znfe2o
4-mno2核壳粒子加入含42mg的ti3c2t
x mxene的mxene水分散液中，超声分散60min，超声功率为250w，再机械搅拌6h，搅拌机的转速为500rpm，离心，取离心得到的固体用去离子水洗涤5次，再-60℃下冷冻干燥24h，即得znfe2o
4-mno
2-mxene复合吸波粒子(znfe2o
4-mno
2-mxene复合吸波粒子中各组分的质量百分含量分别为：znfe2o4：73.4％；mno2：18.4％；ti3c2t
x mxene：7.6％；十六烷基三甲基溴化铵：0.6％)。
106.性能测试：
107.将本实施例的znfe2o
4-mno
2-mxene复合吸波粒子和石蜡按质量比2:1混合均匀，再压制成外径7mm、内径3.04mm的同轴圆环，再采用同轴法进行吸波性能测试，测试得到的吸波性能测试结果如表1所示，不同厚度的样品的反射损耗曲线如图7所示。
108.由图7可知：当样品的厚度为5.0mm时，在6.4ghz处最小反射损耗为-49.6db，有效吸收带宽为4.0ghz(4.0ghz～7.4ghz和17.4ghz～18.0ghz)；当样品的厚度为5.50mm时，有效吸收带宽可以达到5.5ghz(3.5ghz～6.8ghz和15.8ghz～18.0ghz)。
109.实施例5：
110.一种fe3o
4-mn3o
4-mxene复合吸波粒子，其制备方法包括以下步骤：
111.1)将4.05g的六水合三氯化铁分散在60ml的乙二醇中，再加入0.3g的聚乙烯吡咯烷酮(聚合度800)和1.8g的尿素，搅拌均匀，再将物料转移至反应釜中，200℃保温20h，离心，取离心得到的固体用去离子水洗涤5次，再-60℃下冷冻干燥24h，得到fe3o4纳米粒子；
112.2)将4g的ti3alc2max加入到由40ml浓度9mol/l的盐酸和4g的lif组成的混合溶液中，60℃下搅拌72h，离心，洗涤至上清液的ph为7，取沉淀物-60℃下冷冻干燥24h，得到多层ti3c2t
x mxene，再将1.0g的多层ti3c2t
x mxene加入100ml的去离子水中，超声分散60min，超声功率为250w，离心5min，离心机的转速为3500rpm，取上清液，得到mxene水分散液(浓度为1mg/ml)；
113.3)将0.6g的fe3o4纳米粒子加入由80ml的去离子水和20ml的乙二醇组成的混合溶剂中，超声分散30min，超声的功率为250w，再加入0.31g的kmno4，机械搅拌30min，搅拌机的
转速为400rpm，再将物料转入反应釜中，140℃保温12h，离心，取离心得到的固体用去离子水洗涤5次，再-60℃下冷冻干燥24h，得到fe3o
4-mn3o4核壳粒子；
114.4)将0.5g的fe3o
4-mn3o4核壳粒子加入50ml浓度0.5mg/ml的十六烷基溴化吡啶溶液中，超声分散60min，超声功率为250w，离心，取离心得到的固体用去离子水洗涤5次，得到表面改性的fe3o
4-mn3o4核壳粒子；
115.5)将表面改性的fe3o
4-mn3o4核壳粒子加入含42mg的ti3c2t
x mxene的mxene水分散液中，超声分散60min，超声功率为250w，再机械搅拌6h，搅拌机的转速为500rpm，离心，取离心得到的固体用去离子水洗涤5次，再-60℃下冷冻干燥24h，即得fe3o
4-mn3o
4-mxene复合吸波粒子(fe3o
4-mn3o
4-mxene复合吸波粒子中各组分的质量百分含量分别为：fe3o4：73.6％；mn3o4：18.4％；ti3c2t
x mxene：7.8％；十六烷基溴化吡啶：0.2％)。
116.性能测试：
117.将本实施例的fe3o
4-mn3o
4-mxene复合吸波粒子和石蜡按质量比2:1混合均匀，再压制成外径7mm、内径3.04mm的同轴圆环，再采用同轴法进行吸波性能测试，测试得到的吸波性能测试结果如表1所示，不同厚度的样品的反射损耗曲线如图8所示。
118.由图8可知：当样品的厚度为4.02mm时，在6.5ghz处最小反射损耗为-62.5db，有效吸收带宽为3.2ghz(4.4ghz～7.6ghz)；当样品的厚度为4.55mm时，有效吸收带宽可以达到4.0ghz(3.7ghz～6.6ghz和16.6ghz～17.7ghz)。
119.对比例1：
120.一种fe3o
4-mno2复合吸波粒子，其制备方法包括以下步骤：
121.1)将4.05g的六水合三氯化铁分散在60ml的乙二醇中，再加入0.3g的聚乙烯吡咯烷酮(聚合度400)和1.8g的尿素，搅拌均匀，再将物料转移至反应釜中，200℃保温20h，离心，取离心得到的固体用去离子水洗涤5次，再-50℃下冷冻干燥24h，得到fe3o4纳米粒子；
122.2)将0.3g的fe3o4纳米粒子加入100ml的去离子水中，超声分散30min，超声的功率为250w，再加入1.08g的kmno4，机械搅拌30min，搅拌机的转速为400rpm，再滴加浓度12mol/l的盐酸调节反应液的ph至2，继续搅拌10min，再将物料转入反应釜中，100℃保温6h，离心，取离心得到的固体用去离子水洗涤5次，再-50℃下冷冻干燥24h，得到fe3o
4-mno2核壳粒子，即fe3o
4-mno2复合吸波粒子(fe3o
4-mno2复合吸波粒子中各组分的质量百分含量分别为：fe3o4：50％；mno2：50％)。
123.性能测试：
124.将本实施例的fe3o
4-mno2复合吸波粒子和石蜡按质量比2:1混合均匀，再压制成外径7mm、内径3.04mm的同轴圆环，再采用同轴法进行吸波性能测试，测试得到的吸波性能测试结果如表1所示，不同厚度的样品的反射损耗曲线如图9所示。
125.由图9可知：当样品的厚度为4.83mm时，在15.7ghz处最小反射损耗为-54.9db，有效吸收带宽为3.5ghz(3.8ghz～5.4ghz和14.6ghz～16.5ghz)；当样品的厚度为4.53mm时，有效吸收带宽可以达到3.6ghz(4.2ghz～6.2ghz和16.0ghz～17.6ghz)。
126.对比例2：
127.一种mxene纳米片，其制备方法包括以下步骤：
128.将4g的ti3alc2max加入到由40ml浓度9mol/l的盐酸和4g的lif组成的混合溶液中，60℃下搅拌72h，离心，洗涤至上清液的ph为6，取沉淀物-50℃下冷冻干燥24h，得到多层
ti3c2t
x mxene，再将1.0g的多层ti3c2t
x mxene加入100ml的去离子水中，超声分散60min，超声功率为250w，离心5min，离心机的转速为3500rpm，取上清液，得到mxene水分散液，离心10min，离心机的转速为10000rpm，取离心得到的沉淀物-50℃下冷冻干燥24h，即得mxene纳米片。
129.性能测试：
130.将本实施例的mxene纳米片和石蜡按质量比2:1混合均匀，再压制成外径7mm、内径3.04mm的同轴圆环，再采用同轴法进行吸波性能测试，测试得到的吸波性能测试结果如表1所示，不同厚度的样品的反射损耗曲线如图10所示。
131.由图10可知：单独使用mxene纳米片作为吸波材料时，其吸波性能较差，在2ghz～18ghz范围内无有效吸收。
132.附表：
133.实施例1～5和对比例1～2中的同轴圆环样品的吸波性能测试结果如下表所示：
134.表1 实施例1～5和对比例1～2中的同轴圆环样品的吸波性能测试结果
[0135][0136]
由表1可知：通过调节铁氧体的组成、锰氧化物的组成及壳层厚度等，可以获得不同吸波性能的铁氧体-锰氧化物-mxene复合吸波粒子。例如：实施例3的fe3o
4-mno
2-mxene复合吸波粒子，当样品的厚度为3.32mm时，最小反射损耗为-61.9db，当样品的厚度为2.39mm时，最大吸收带宽为5.1ghz(7.5ghz～12.6ghz)，但将fe3o4替换为znfe2o4后(实施例4)，虽然最小反射损耗降低至-49.6db，但有效吸收带宽增加至5.5ghz，且吸收频带为3.5ghz～6.8ghz和15.8ghz～18.0ghz，而且，铁氧体-锰氧化物-mxene复合吸波粒子相比于铁氧体-锰氧化物核壳粒子或单纯的mxene，具有更优异的吸波性能，这来源于特殊的多层核壳结构和多种损耗机制之间的协同作用。
[0137]
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。