本发明涉及电磁功能材料领域中的多组分复合材料，具体涉及一种磁性金属复合材料气凝胶及其制备方法和应用。
背景技术：
1、电磁材料的发展在当今社会扮演着至关重要的角色，它是现代电子、通讯和能源领域的基础。从手机、电脑到各种通讯设备，无不依赖于电磁材料的性能；材料的电导率、介电常数、磁性等特性直接决定了设备的性能和功能。随着全球能源问题的日益突出，节能减排成为各国政府和企业的重要任务。通过研发低功耗、高效率的电磁材料，可以降低电子设备的能耗，延长电池使用时间，减少能源消耗，从而减轻环境压力，实现可持续发展。此外，电磁材料的发展对于提升国家的科技实力和国防能力也至关重要。现代军事装备对于电磁材料的需求十分巨大，从雷达系统到通讯设备，都需要具有高性能和可靠性的电磁材料来支撑。电磁材料的发展不仅对于推动电子、通讯和能源行业的发展具有重要意义，还对于节能减排、保障国家安全、推动科技创新等方面都具有重要意义。因此，加强对电磁材料研发的投入，促进其技术水平的提升，对于推动社会进步和可持续发展具有重要意义。
2、气凝胶材料在电磁材料领域具有独特的优势，其具有极低的密度和高度开放的孔隙结构。高达90％以上的孔隙率使得气凝胶材料在电磁波的传播中表现出极低的介电常数和磁导率。这种特性使得气凝胶材料在微波、射频等高频电磁波领域有着出色的性能，能够有效地减少电磁波的反射和吸收，提高电磁波的传输效率。气凝胶材料还具有优异的热稳定性和化学稳定性。这使得气凝胶材料在高温、酸碱等恶劣环境下仍能保持良好的电磁性能，不易发生退化或损坏。这种稳定性使得气凝胶材料在航空航天、汽车电子等高温环境下的应用具有巨大潜力。气凝胶材料还具有良好的可调控性和可定制性。通过调整气凝胶材料的成分、孔隙结构和形貌等参数，可以实现对其电磁性能的精确控制，以满足不同应用场景的需求。这种可调控性使得气凝胶材料在电磁波屏蔽、微波吸波、天线设计等领域具有广阔的应用前景。此外，气凝胶材料还具有轻质化、环保、易加工等优点。由于其低密度和高孔隙率，气凝胶材料具有极低的重量，可以降低电子设备的整体重量，提高设备的携带性和移动性。同时，气凝胶材料通常采用无机气凝胶作为基体，具有良好的耐候性和环境适应性，不易受潮、老化或腐蚀，有利于提高设备的使用寿命和可靠性。
3、mxene是一类二维材料，通常由过渡金属碳化物构成，其结构基础是由过渡金属与碳或氮形成的六角形层；由于这种特殊的组成结构，mxene材料具备优异的电磁性能以及力学性能，同时拥有极大的比表面积活性和极强的可塑性、柔韧性。因而被广泛应用于制造导电墨水、柔性电极及透明导电膜等。
技术实现思路
1、本发明是基于以上背景技术而进行的，目的在于提供一种磁性金属复合材料气凝胶及其制备方法和应用。
2、本发明提供了一种磁性金属复合材料气凝胶的制备方法，具有这样的特征，包括以下步骤：s10，将钴盐与2,5-二羟基对苯二甲酸溶解于溶剂中进行水热反应得到钴金属有机框架；s20，将钴金属有机框架碳化处理得到co/c气凝胶；s30，将co/c气凝胶浸入mxene溶液中得到磁性金属复合材料气凝胶。
3、在本发明提供的磁性金属复合材料气凝胶的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤s10中，钴盐包括四水乙酸钴和/或四水氯化钴，溶剂包括无水乙醇、甲醇或去离子水中的任意一种或多种。
4、在本发明提供的磁性金属复合材料气凝胶的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤s10包括以下子步骤：s11，将钴盐溶液与2,5-二羟基对苯二甲酸溶液混合后搅拌得到反应液；s12，向反应液中加水后进行水热反应，制备得到钴金属有机框架的溶液。
5、在本发明提供的磁性金属复合材料气凝胶的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤s11中，钴盐溶液中的钴盐浓度为20～40mg/ml，2,5-二羟基对苯二甲酸溶液中的2,5-二羟基对苯二甲酸浓度为2～10mg/ml，钴盐溶液与2,5-二羟基对苯二甲酸溶液的体积比为(1～8):(1～4)，搅拌时长2h，步骤s12中，加水量与反应液的体积比为(1～3):(1～9)，水热反应条件为：以1℃/min～10℃/min的升温速率升至50℃～180℃后保温12h～24h。
6、在本发明提供的磁性金属复合材料气凝胶的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤s20包括以下子步骤：s21，将钴金属有机框架与石墨烯于溶剂中混合后制备得到co/c复合材料溶液；s22，将co/c复合材料溶液冷冻干燥后在惰性氛围下加热得到co/c气凝胶。
7、在本发明提供的磁性金属复合材料气凝胶的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，将步骤s21中钴金属有机框架的质量记为m1，石墨烯的质量记为m2，m1:m2＝1:(4～10)，步骤s22中，惰性氛围为氩气，加热方法为：以2℃/min～10℃/min的升温速率升至500℃～900℃后保温60min～180min。
8、在本发明提供的磁性金属复合材料气凝胶的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤s21中，还投入有壳聚糖溶液和乙醇。
9、在本发明提供的磁性金属复合材料气凝胶的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤s30中的浸入方法为：将mxene溶液均匀滴加至co/c气凝胶表面，直至mxene溶液从co/c气凝胶底部析出，co/c气凝胶即转化为co/c/mxene复合材料气凝胶，即磁性金属复合材料气凝胶，将步骤s30中mxene溶液中的mxene质量记为m3，m1:m3＝1:(0.01～0.2)。
10、本发明还提供了一种磁性金属复合材料气凝胶，具有这样的特征，由前述任意一项的磁性金属复合材料气凝胶的制备方法制备得到。
11、本发明还提供了一种磁性金属复合材料气凝胶在电磁屏蔽中的应用，具有这样的特征，磁性金属复合材料气凝胶的电磁屏蔽性能为20～50db。
12、发明的作用与效果
13、本发明利用水热法合成钴基金属-有机框架(co-mofs)，通过对co-mofs的热处理工艺的精准控制，如碳化温度、气氛、时间等，最终得到不同性能的co/c/mxene复合材料气凝胶，制备得到的气凝胶复合材料实现了磁性金属、石墨烯以及mxene材料的有机结合，发挥了磁损耗、介电损耗及电导损耗的协同效应，具有优异的电磁屏蔽性能，在应对电磁辐射和电磁污染防护等领域有重要的现实意义。
14、本发明利用气凝胶材料多孔、轻质的特点，结合具备优异电磁特性的mxene材料，制备出具有一定力学性能且轻质高强、属性稳定的复合材料气凝胶。这种材料在具有巨大市场需求的时代背景下将具备广阔的发展空间。
15、本发明的磁性金属复合材料气凝胶的制备方法简易、绿色、环保且参数可控。
1.一种磁性金属复合材料气凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的磁性金属复合材料气凝胶的制备方法，其特征在于：
3.根据权利要求1或2所述的磁性金属复合材料气凝胶的制备方法，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的磁性金属复合材料气凝胶的制备方法，其特征在于：
5.根据权利要求1所述的磁性金属复合材料气凝胶的制备方法，其特征在于：
6.根据权利要求5所述的磁性金属复合材料气凝胶的制备方法，其特征在于：
7.根据权利要求5或6所述的磁性金属复合材料气凝胶的制备方法，其特征在于：
8.根据权利要求6所述的磁性金属复合材料气凝胶的制备方法，其特征在于：
9.一种磁性金属复合材料气凝胶，其特征在于，由权利要求1～8中任意一项所述的磁性金属复合材料气凝胶的制备方法制备得到。
10.如权利要求9所述的磁性金属复合材料气凝胶在电磁屏蔽中的应用，
