本发明提供了一种mxene@co-c/碳纳米管复合吸波材料及其制备方法，尤其涉及三维功能材料领域。
背景技术：
1、随着现代电子信息工业的飞速发展，电磁波技术已广泛应用于家庭、交通运输、航空航天、电子通信等各个领域，各种电子设备的快速普及给人们的日常交流和生活带来了极大的方便。但在享受它给我们带来各种便捷的同时，由于无线智能设备向着智能、高频、密集和多功能化的方向发展，这些电子设备在运行过程中也不可避免地产生了不同频率的电磁辐射，从而引发了一系列日益严重的社会问题和环境问题，如电磁干扰、电磁信息泄密以及电磁辐射对人体健康带来的危害等。研究者们提出，电磁污染已经成为继噪声污染、空气污染和水污染之后危害人类生存的第四大环境公害，引起了学术界和产业界的重点关注。防治电磁污染最主要的方法是采用电磁屏蔽材料截断电磁辐射的传播路径来有效抑制和防止电磁辐射。
2、同时，吸波材料在军事技术领域有着很重要的研究意义，随着美国u-2高空侦察机、b-2轰炸机、f-117战斗机和“海影”号试验船的出现，吸波材料开始显示出实际应用中无法取代的巨大优势。电子技术的飞速发展，使得未来战场的各种武器系统面临严峻的威胁。现在战争中，信息的获取和反获取已成为战争的焦点，先敌发现、先敌攻击是克敌制胜的重要保障。作为当代三大军事技术革新之一，吸波技术已经成为海、陆、空、天、电磁五位一体的立体化现代战争中最重要、最有效的突防战术技术措施，是提高武器系统生存、突防和纵深打击能力不可或缺的手段。
3、民用人体安全防护领域、军事装备的吸波技术领域、通讯抗干扰领域和电子信息保密领域都要求其具备高效的吸波功能，为满足吸波材料“薄、宽、轻、强”的效果，研发新型高效的吸波材料已成为各国民用防电磁波辐射和各国军事装备保护等技术领域研究的热点。
4、mxene是由max相刻蚀而来，保留了max相结构与性能，具有二维层状层结构的mxene在比表面积大、机械柔韧性好、离子导电率高、表面和边缘原子缺陷可调等方面还具有许多不可替代的优势，使其成为一种很有潜力的电磁防护材料。得益于这些杰出的属性，选择mxene作为基体进行表面修饰构建先进纳米结构吸波剂有着很好的前景。可根据复合材料性能需求，以介电损耗为构筑吸波剂的理论基础，对各结构单元材料进行优化设计，以赋予复合材料所期望的综合性能。
5、碳纳米管cnts是由sp2杂化碳原子构成的一维纳米材料，具有较高的电导率和较强的介电损耗性能，并且其电磁参数和吸波性能可以通过对微结构控制来进行调控，具有较强的可设计性，因此适合作为复合材料的结构单元与二维层状纳米材料结合，构造多尺度复合的吸波材料。
6、同时，在介电损耗型结构中引入磁性成分，能够引入新的电磁屏蔽机制，mofs具有化学结构可调、比表面积大、金属配位点多、形貌多样等特点，退火后的mofs不仅能保持原有的形貌结构和多孔结构等优点，同时有金属粒子、石墨碳和缺陷等生成，可有效地改善材料的阻抗匹配，实现多重电磁波损耗。围绕其多重电磁波衰减机制的协同效应以及吸波性能的增强机制开展研究具有重要的科学意义。
技术实现思路
1、本发明的目的旨在提供一种具有多重电磁波衰减机制协同效应的高性能的mxene@co-c/碳纳米管复合吸波材料及其制备方法，包括以下制备过程：
2、步骤1：制备mxene材料：将氟化锂粉末缓慢溶解于盐酸溶液中，然后搅拌至氟化锂充分溶解，得到氢氟酸刻蚀液，将max陶瓷粉体缓慢搅拌加入到所述氢氟酸刻蚀液中，并在38℃-40℃条件下机械搅拌1h-24h，以刻蚀掉al层形成二维结构，将反应后的溶液转移到离心管中，以6000rpm的速度离心5min，所得沉淀物用去离子水洗涤至中性，然后4000rpm的高速下离心40min，得到mxene产物，经冷冻干燥、研磨，即得粉末状mxene；
3、步骤2：制备mxene@co-c材料：首先将co(no3)2·6h2o溶解在甲醇中，机械搅拌5min，形成a溶液，将2-氨基对苯二甲酸和mxene加入到甲醇中，超声分散1h，形成b溶液，然后将a溶液缓慢倒入b溶液中并持续机械搅拌5min，将混合溶液静置24h后经离心收集mxene/co-zif，经甲醇洗涤三次后在80℃下真空干燥12h，得到mxene/co-zif材料，最后将mxene/co-zif进行预碳化处理，然后在混合气氛下进行碳化处理形成mxene@co-c；
4、步骤3：制备mxene@co-c/碳纳米管复合吸波材料：首先将mxene@co-c材料均匀铺洒在反应舟上，将反应舟放在管式炉中的反应管的中心位置（恒温区），密封后，通入氮气并加热至所需还原温度，然后经过蠕动泵泵入催化剂，催化剂的泵入量为10mg/min，同时通入氮气和甲烷，其中在标准情况下甲烷与氮气的流量分别为300ml/min和400ml/min，反应0.5h-1h后切断催化剂、甲烷并停止加热，在氮气氛围下使炉温降至室温后将产物取出，制得mxene@co-c/碳纳米管复合吸波材料。
5、进一步地，所述步骤1中所述盐酸的浓度为9mol/l，所述max陶瓷粉体、氟化锂和盐酸的摩尔比为1：（1-3）：（6-100）。
6、进一步地，所述步骤2中mxene、co(no3)2·6h2o和2-氨基对苯二甲酸的摩尔比为100：（10-16）：（2-4）。进一步地，所述max陶瓷粉体为ti3alc2、ti2alc、ti4aln3、cr2alc、ta4alc3二维材料中的任意一种或两种以上的组合。
7、进一步地，所述预碳化处理为在氮气氛围下，升温至300℃-600℃，预碳化时间1h-3h。
8、进一步地，所述碳化处理为在氩气（95vol%）和氢气（5vol%）的混合气氛下升温至700℃-900℃，碳化时间3h-6h。
9、进一步地，所述催化剂为镍、铜、铝，其摩尔比为4：（2-4）：（2-4）。
10、进一步地，所述步骤3中还原温度为450℃-800℃。
11、本发明还提供一种由上述制备方法制备的mxene@co-c/碳纳米管复合吸波材料。
12、本发明提供的一种mxene@co-c/碳纳米管复合吸波材料可以实现以下有益效果：
13、（1）本发明的一种mxene@co-c/碳纳米管复合吸波材料制备工艺简单，适用于大规模工业化生产。
14、（2）本发明的mxene@co-c/碳纳米管复合吸波材料具有三维的导电网络结构，提供了大量的异质界面，异质界面的存在提供极化损耗来转化电磁波，使得复合材料的电磁波吸收性能和有效吸收带宽得以提高；且形成的三维网络结构优化了复合材料的阻抗匹配，使电磁波在复合材料中发生多次反射和散射损耗；同时引入了磁性co粒子，作为磁损耗的主要材料，在提升电磁波磁损耗能力的同时兼顾了阻抗匹配特性，具有更强的吸波损耗和更宽的吸波带宽。
15、（3）本发明的mxene@co-c/碳纳米管复合吸波材料具有优异的雷达吸波特性，吸收频带宽，吸波性能强，结构质量轻，可设计性强，可广泛适用于吸波材料、电磁屏蔽领域、雷达隐身领域。