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一、文章概述

MXene/聚合物復合材料因其高導電性和電磁干擾(EMI)屏蔽、儲能和催化等廣泛的應用而受到了廣泛的關注。然而，由于MXenes在普通聚合物中分散的困難，制備具有高電導率和令人滿意的EMI屏蔽性能的MXene/聚合物復合材料具有挑戰性，特別是在低MXene負載的情況下。這篇文章報道了在Pickering乳液中使用分散聚合制備MXene/聚合物顆粒，并證明了這些復合粉末可以作為EMI屏蔽性能優異的MXene/聚合物復合薄膜的原料。以Ti3c2Tz納米片作為代表的MXene，用三種不同的單體制備了裝甲粒子。通過x射線光電子能譜和掃描電子顯微鏡證實了粒子表面納米片的存在。將聚合物Tg以上的裝甲顆粒熱壓，得到Ti3C2Tz/聚合物復合薄膜；由于顆粒原料模板的納米片網絡，薄膜具有導電性。這篇文章中的研究，為制備低MXene載荷下的MXene/聚合物復合薄膜提供了一種新的方法。

二、圖文導讀

圖1.概述Ti3C2Tz聚合物顆粒制備方法，用于制備高導電性、快速射頻加熱和良好的電磁屏蔽性能的MXene-聚合物復合薄膜。

圖2.ti3C2Tz納米片：(A)真空輔助過濾膜的XRD；(B)分散材料的TEM；(C)分散的AFM(inset顯示Ti的厚度)。(D)Ti3C2Tz凍干樣品的掃描電鏡。

圖3.Ti3C2/苯乙烯(A)乳液和(B)裝甲顆粒的光學顯微鏡圖像和瓶(內嵌)的數字圖像。比例標尺為100μm。

圖4.Ti3c2Tz/PS裝甲粒子的表征：(a，b)SEM圖像、(c)XPS測量譜和(d)XPS高分辨率Ti 2p譜。

圖5.Ti3C2Tz/聚苯乙烯復合膜的表征圖。

三、全文總結

綜上所述，在皮克林乳液中通過分散聚合合成Ti3C2Tz/ps裝甲顆粒，制備了低Ti3C2Tz負載、電導率高、快速射頻加熱速度、良好的EMI屏蔽能力的復合薄膜。采用nacl絮凝Ti3C2Tz納米片穩定水單體乳液和Ti3C2Tz裝甲聚合物顆粒中液滴單體相的聚合。通過SEM、XPS和TGA驗證了Ti3C2Tz/PS核心的−殼層結構，這些顆粒的結構對聚合物核心的T_g沒有顯著影響。在110°C下熱壓這些裝甲粒子產生導電性Ti3C2Tz/聚合物復合膜；掃描電鏡表征顯示了薄膜表面和截面的圓形特征，支持了由粒子模板的Ti3C2Tz納米片網絡的形成。通過XRD和XPS驗證了納米片的化學結構，表明缺乏氧化。Ti3C2Tz/PS薄膜的電導率為0.011S/cm，在135−150MHz的比頻范圍內，具有快速的射頻加熱速率(13−15°C/s)。此外，這些厚度為5.19mm的結構復合薄膜具有較高的EMISE，具有吸附主導的屏蔽機制。其他聚合物的使用可以控制加工的溫度。這種制備MXene/聚合物薄膜的粒子模板方法可以獲得復合膜中有序的MXene網絡，并克服了在熔體加工和溶液共混中觀察到的納米片聚集或重包裝的傾向，從而在低MXene負載下增強了電性能。此外，該方法避免了有機溶劑的使用，并擴大了可獲得的MXene/聚合物組合物的范圍，用于各種和定制的應用。

文章鏈接：

https://doi.org/10.1021/acsami.1c16234

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