【摘 要】
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二维过渡金属碳化物、氮化物和碳氮化物（MXene）凭借着其较大的片层结构,优异的亲水性、导电性,同时MXene片材表面富含含氧官能团,赋予MXene基材容易与其他材料复合的特性,从而使MXene成为电磁干扰屏蔽领域的研究热点之一。但是MXene片与片之间容易堆积并且稳定性较差、易氧化从而致使电磁屏蔽性能下降。为了提升MXene屏蔽性能和稳定性,可以通过引入具有较好的环境稳定性以及高导电率的导电添加
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二维过渡金属碳化物、氮化物和碳氮化物（MXene）凭借着其较大的片层结构,优异的亲水性、导电性,同时MXene片材表面富含含氧官能团,赋予MXene基材容易与其他材料复合的特性,从而使MXene成为电磁干扰屏蔽领域的研究热点之一。但是MXene片与片之间容易堆积并且稳定性较差、易氧化从而致使电磁屏蔽性能下降。为了提升MXene屏蔽性能和稳定性,可以通过引入具有较好的环境稳定性以及高导电率的导电添加剂。本论文研究了不同导电添加剂（EGa In液态金属（LM）、聚苯胺（PANI）、碳纳米管（CNTs））对Ti3C2Tx基复合材料的微观结构、电磁屏蔽性能、力学性能、稳定性和焦耳加热性能的影响,制备出一种柔性、稳定、高效的MXene基电磁干扰屏蔽复合材料。具体研究内容如下:（1）将Ti3C2Tx与EGa In基LM纳米颗粒相结合制备出Ti3C2Tx/LM复合材料。通过调节Ti3C2Tx/LM的比例,获得不同的复合材料（TLM）。探究了不同LM添加量对复合材料形貌以及电磁屏蔽性能的影响。通过简单的溶液浸润法将处理后的碳布（CF）浸入TLM导电浆料中,研制出一款具备杰出的电磁屏蔽性能、力学性能和焦耳加热性能的电磁干扰屏蔽织物。当Ti3C2Tx/LM为1:8时,获得的TLM-6-CF导电织物的电导率达1714 S/m,EMI SE值为50.0 d B。同时TLM-6-CF导电织物具有良好的焦耳加热性能,饱和温度分别为34.7°C@1V、45.1°C@2V、57.6°C@3V。（2）采取原位无氧化剂聚合法,将Ti3C2Tx纳米片与PANI复合,构建一种具有三维纳米花结构的Ti3C2Tx/PANI复合材料。同时,将LM纳米颗粒引入到纳米花表面以增加柔性和导电性。进一步通过调控LM的比例含量,得到了一系列Ti3C2Tx/PANI/LM导电复合材料（TPLM）。该策略解决了LM纳米颗粒之间的连接性差和Ti3C2TxMXene纳米片导电网络不连续问题。以CF为基底制备的TPLM-6-CF复合电磁干扰屏蔽织物在厚度为0.27 mm时EMI SE值为52.0 d B且可以承受2000次的弯曲测试而导电性不发生改变。TPLM-6-CF饱和温度分别为29.0°C@1 V、43.0°C@2 V和56.0°C@3 V。（3）为了进一步提升TPLM-CF复合材料的性能,将CNTs添加到TPLM-CF体系中。通过调整CNTs和Ti3C2Tx的相对含量,制备出一系列的复合导电浆料（CTPLM）。当CNTs与Ti3C2Tx的比例为1:4时,CTPLM-CF导电织物的EMI SE提升到78.9 d B。复合织物的焦耳加热性能也得到了进一步提升,饱和温度分别为36.1℃@1 V、109.5℃@2 V和130.0℃@3 V。
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