宁波诺丁汉大学《Carbon》：多功能N掺杂 MXene/聚磷酸铵再生碳纤维Veil，用于增强电磁屏蔽、阻燃和热效率

图1. Schematic of Ti3CNTx preparation and MArCF nonwoven veils fabrication.

图2. SEM images of (a) rCF; (b) MArCF; (d) back surface of the veil (Ti3CNTx/ rCF film); (e) the obverse surface of the veil (Ti3CNTx/ rCF web); (g) sectional view of veil (the white dotted lines mark the local positions of Fig. 2d and 2e). (c, f) TEM patterns of Ti3CNTx (The inserted image shows the Tyndall effect of Ti3CNTx colloidal solution). (h-l) Elemental mapping of the MArCF.

图3.制备样品的化学表征。

图4.MArCF无纺布Veil的热性能和稳定性。

图5.MArCF退火和燃烧后的形貌及其阻燃性能。

图6.MArCF NVs 阻燃机理示意图。

图7.MArCF NV 的电磁屏蔽和退火增强图示。

图8.MArCF NVs 的光热性能和其他特性。

总之，通过涉及多次简单过滤、改进的 EN-MILD 刻蚀和协同分层策略的简单工艺，制备出了超轻型混合Ti3CNTx/APP/PEI rCF 非织造布Veil（MArCF NVs）。MArCF NV 结合了 MXene 薄膜基底和 rCF 无纺布骨架的特点，使面纱具有优异的导电性、EMI 屏蔽效果和阻燃性能。退火过程改变了 Ti3CNTx 的微观结构，进一步提高了材料的整体性能。退火后，MArCF NVs具有出色的导电性（高达1305.33S/m）和电磁屏蔽性能，在X波段的最大EMI SE 为 72.65 dB。

由于碳纤维的密度较低，该 Vei l 显示出了0.0509g/cm2 至 0.0611 g/cm2 的出色面积密度，SSE/t 值高达 10730 dB-cm2/g，大大超过了目前大多数基于碳纤维的电磁屏蔽材料。由于 N 掺杂 MXene、APP 和 PEI 的协同作用，与原始 rCF 面纱相比，该面纱还具有明显的阻燃性能。HR 容量、THR 和 HRR 分别降低了 63%、60% 和 63.5%。此外，MArCF 薄膜还具有显著的焦耳加热和光热转换效应。在 7V 电压下，它能在短时间内达到高达 267.9°C 的温度；在 250mW*cm-2 光强下，它能达到 114.9°C 的温度。总之，MArCF 薄膜在小型电子设备或极端环境中用作多功能复合材料增强部件，以屏蔽电磁干扰和其他各种应用方面具有广阔的应用前景。此外，它还为再生短碳纤维提供了一条可持续、高价值的应用途径。