開發(fā)高性能微波吸波材料是解決日益嚴(yán)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?zé)峤猥@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(shí)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(shí)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(dá)到5.14 GHz。同時(shí)，雷達(dá)截面（RCS）模擬顯示，HCCM-800樣品在0°入射角下的RCS降低值可達(dá)20.2 dBm2。相信這項(xiàng)研究將為微波吸收領(lǐng)域的進(jìn)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(bào)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(shí)部和 (b) 虛部，(c) 介電正切損耗，(d) 復(fù)磁導(dǎo)率的實(shí)部和 (e) 虛部，以及 (f) 磁正切損耗/800/900。
圖6. 遠(yuǎn)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(jī)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(hào)
