隨著電磁波在國防、通訊導(dǎo)航和家電等行業(yè)的廣泛應(yīng)用,電磁污染問題日益突出,因此高性能、低密度的復(fù)合吸波材料受到廣泛關(guān)注。本文采用靜電紡絲技術(shù)結(jié)合煅燒工藝制備了三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的花狀1T/2H二硫化鉬納米片錨固在碳纖維上(1T/2H MoS2/CNFs),通過改變花狀MoS2的含量來調(diào)控其形貌和電磁波吸收性能。優(yōu)化后的1T/2H MoS2/CNFs復(fù)合材料表現(xiàn)出優(yōu)異的電磁波吸收性能,在2.5 mm處最小反射(RLmin)為−42.26 dB,有效吸收帶寬(EAB)為6.48 GHz。多種因素促成了這種優(yōu)異的性能。首先,獨(dú)特設(shè)計(jì)的納米片和三維互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)致電磁波的多次反射和散射,從而促進(jìn)了電磁波的衰減。第二,不同相的CNFs和MoS2的適當(dāng)含量調(diào)節(jié)其阻抗匹配特性。第三,CNFs與MoS2之間存在大量異質(zhì)界面,1T和2H MoS2相導(dǎo)致界面極化。此外,富含缺陷的1T/2H MoS2誘導(dǎo)缺陷極化,提高介電損耗。此外,通過雷達(dá)反射截面模擬證明了電磁波吸收性能。這項(xiàng)工作表明1T/2H MoS2 /CNFs是一種很有前途的電磁吸收材料,具有帶寬、吸收能力強(qiáng)、密度低、熱穩(wěn)定性高的特點(diǎn)。
示意圖1. 3D 1T/2H MoS2/CNFs復(fù)合材料的合成示意圖。
圖 1. 3D 網(wǎng)狀 1T/2H MoS2/CNFs 的 XRD 圖案(a)、拉曼光譜(b、c)、N2 吸附-解吸曲線(d、e)和測量光譜的 1T/2H MoS2/CNFs-2 的 XPS 光譜(f)、Mo 3d(g)、S 2p(h)、C 1s(i)。
圖 2. 1T/2H MoS2/CNFs-1(a、d)、1T/2H MoS2/CNFs-2(b、e)、1T/2H MoS2/CNFs-3(c、f)的 SEM 圖像和 1T/2H MoS2/CNFs-2(g-k)的 TEM 圖像。
圖3. 1T/2H MoS2/CNFs復(fù)合材料的電磁參數(shù):(a)ε′(b)ε′′,(c)tanδε隨頻率的變化曲線,(d-f)樣品的Cole-Cole半圓。
圖 4. 1T/2H MoS2/CNFs-1(a)、1T/2H MoS2/CNFs-2(b)和 1T/2H MoS2/CNFs-3(c)不同匹配厚度的反射損耗值和阻抗匹配值與頻率的二維圖和四分之一波長圖,以及 1T/2H MoS2/CNFs-1(d、g)、1T/2H MoS2/CNFs-2(e、h)和 1T/2H MoS2/CNFs-3(f、i)不同匹配厚度的有效吸收帶寬與最小反射損耗圖。
圖 5. 3D 表示(a、d、g)1T/2H MoS2/CNFs-1、(b、e、h)1T/2H MoS2/CNFs-2 和(c、f、i)1T/2H MoS2/CNFs-3 的反射損失值和計(jì)算出的 delta 值圖的 2D 投影圖;典型 MoS2 基質(zhì)復(fù)合材料的電磁波吸收性能比較(j)。
圖6. 1T/2H MoS2/CNFs-1(a)、1T/2H MoS2/CNFs-2(b)、1T/2H MoS2/CNFs-3(c)、PEC(d)的CST模擬結(jié)果。1T/2H MoS2/CNFs和PECs的RCS曲線(e)、1T/2H MoS2/CNFs1-3的RCS減少值(f)。
圖7. 1T/2H MoS2/CNFs吸波材料的電磁波損耗機(jī)理。
相關(guān)科研成果由煙臺大學(xué)Xiaoyu Zhang,山東科技大學(xué)Nannan Wu等人于2024年發(fā)表在Journal of Colloid and Interface Science(https://doi.org/10.1016/j.jcis.2024.05.118)上。原文:Heterogeneous interfaces in 3D interconnected networks of flower-like 1T/2H Molybdenum disulfide nanosheets and carbon-fibers boosts superior EM wave absorption
原文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.jcis.2024.05.118
轉(zhuǎn)自《石墨烯研究》公眾號