開發(fā)高性能微波吸波材料是解決日益嚴重的電磁污染問題的有效策略之一，受到了研究人員的關(guān)注。在此，研究了 Ti3C2TX MXene 和 MOF 衍生物的結(jié)構(gòu)和組成控制。研究發(fā)現(xiàn)，Ti3C2Tx MXene氧化生成的TiO2作為低介電材料，可以有效解決Ti3C2Tx MXene高電導(dǎo)率帶來的阻抗失配問題。此外，具有優(yōu)異介電磁性能的 MOF 衍生物通常通過高溫熱解獲得，這也有助于 Ti3C2TX MXene 的氧化。在此，我們通過模板法和靜電自組裝，在Ti3C2TX MXene納米片支撐的三維球形骨架表面成功合成了ZIF-67納米粒子，并經(jīng)過一段時間后得到了具有明顯中空結(jié)構(gòu)的Co3O4/Co/NC@MXene微球。一步熱解。這種磁性碳異質(zhì)結(jié)構(gòu)可以有效優(yōu)化阻抗匹配并實現(xiàn)高效的微波吸收。 HCCM-800樣品的最小反射損耗值為-71.60 dB，厚度為2.25 mm，最大有效吸收帶寬在1.85 mm處達到5.14 GHz。同時，雷達截面（RCS）模擬顯示，HCCM-800樣品在0°入射角下的RCS降低值可達20.2 dBm2。相信這項研究將為微波吸收領(lǐng)域的進一步蓬勃發(fā)展鋪平道路。
圖1. (a) PMMA、(b) PM、(c) PMZ、(d) HMCC-800 的 SEM 圖像。 (e-h) HMCC-800 樣品的 TEM 和 HRTEM 圖像。 (i-l) HMCC-800 樣品的 EDS 元素映射圖像。
圖2. (a) PMMA、MXene、PM、ZIF-67、PMZ 的 FTIR 光譜。 (b,c) HCCM-600/700/800/900 的 XRD 圖譜，(d) HCCM-600/700/800/900 的拉曼光譜。 (e-h) HCCM-800 的 XPS 調(diào)查頻譜。 (i) HCCM-600/700/800/900 的磁滯回線。
圖3. (a,e) HCCM-600、(b,f) HCCM-700、(c,g) HCCM-800、(d,h) HCCM-900 的 3D 曲線和2D 映射。
圖4. (a) HCCM-700/800/900在不同匹配厚度下的RL值。 (b) HCCM-800 在選定厚度下的 EAB。 MA 性能與其他吸收劑（c）具有相似結(jié)構(gòu)和（d）由先前報道的基于 MXene 或 MOF 衍生物制成的吸收劑的比較。 (e) HCCM-600/700/800/900 在優(yōu)化厚度下的 Zin/Z0 值。 (f) HCCM-600/700/800/900在2–18 GHz范圍內(nèi)的α值。
圖5. HMCC-600/700 的 (a) 復(fù)介電常數(shù)的實部和 (b) 虛部，(c) 介電正切損耗，(d) 復(fù)磁導(dǎo)率的實部和 (e) 虛部，以及 (f) 磁正切損耗/800/900。
圖6. 遠場輻射圖的模擬結(jié)果：（a）鋁板，鋁板覆蓋（b）HCCM-700，（c）HCCM-800，（d）HCCM-900。 (e) 不同掃描角度下所有樣品的 RCS 值的二維圖。 (f) HCCM-700/800/900 樣品的 RCS 降低值。
圖7. 空心Co3O4/Co/CN@MXene微球的EMW吸收機制示意圖。
相關(guān)科研成果由鄭州大學(xué)Xianhu Liu等人于2024年發(fā)表在Chemical Engineering Journal（https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.150729）上。原文：Simultaneous manipulation of constituent and structure toward MOFs-derived hollow Co3O4/Co/NC@MXene microspheres via pyrolysis strategy for high-performance microwave absorption
原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.150729
轉(zhuǎn)自《石墨烯研究》公眾號
