过渡金属碳化物(MXene)因其特殊的结构和表面化学性质而备受关注。然而，与其他二维材料一样，其应用受到堆积和团聚的严重影响。在此，我们在无需任何模板和刚性框架的帮助下，通过MXene和金属有机框架(MOFs)的组装构建了缠绕的一维异质结构。结果表明，通过控制MOFs在1D MXene纤维上的加载，可以有效地控制CNTs的生长，从而实现电磁参数的调控。由MXene纤维/CoNi/C和CNTs/CoNi等一维非均相组分相互缠绕构建的三维交联网络具有广泛的非均相界面、层叠的孔结构和良好的电导率，表现出优异的吸波性能。值得注意的是，在匹配厚度为1.6 mm时，吸收器(MMC)的最小反射损耗(RLmin)超过51.6 dB，有效吸收带宽(EAB, RL <10db)覆盖4.5 GHz (13.2 17.7 GHz)。研究结果为高效微波吸收剂的制备提供了理论依据。
 
  
图1 合成示意图。
 
 
图2 SEM图像的一系列中间体与不同的碱性化时间:堆叠2 d MXene (a和b),中间的第一天(c和d),中间的第二天(e和f),中间的第三天(g和h),中间的第四天(i, j),和中间的第五天(k和l)。
 

图3 SEM图像的mm -1 (a), MM-2 (b), MM-3 (c), MMC-1 (d), MMC-2 (e)和MMC-3 (f)。
 
 
图4. MXene纤维(a)、MM-3 (b)和CNTs (c)的TEM图像;碳纳米管的HR-TEM图像(d和e);MMC-3的TEM图像(f，插图:HAADF-STEM照片)和C (g)， O (h)， Ti (i)， Co (j)， Ni (k)的EDS映射以及叠加元素图(l)。
 
  
图5 不同样品的XRD谱图(a)、XPS谱图(b)、FTIR谱图(c)、拉曼谱图(d和e)、TGA曲线(f)
 
 
图6 MMC-1、MMC-2、MMC-3的室温迟滞回线(a)、放大迟滞回线(b)、氮气吸附/解吸等温线结果(c)以及相应的孔径分布(d)。
 
  
图7 填充量为42.5%的MMC在2-18 GHz频率范围内的电磁参数为:ε ' (a)、ε " (b)和tanδ_ε (c);μ' (d) μ" (e)和tanδ_μ(f); Cole-Cole半圆形的MMC-1 (g), MMC-2 (h)和MMC-3(i)。
 
 
图8 RL的3D图(a-c)， RL的2D曲线(d-f)，对比优化后的RL (g)，厚度1.6 mm的RL曲线(h)，不同MMC的EAB (i)。
 
  
图9 1/4条件下匹配厚度的RL值、模拟值和实验值以及厚度为1-5mm的MMC-3的|Z_in/Z₀|值。
 
 
图10 MMC的微波吸收机理示意图。
 
  
图11比较不同材料的微波吸收性能:RLmin (a)、EAB (b)对应的匹配厚度。
 
        相关科研成果由西北工业大学Baoliang Zhang等人于2021年发表在Chemical Engineering Journal（https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.130591）上。原文：Template-free self-assembly of MXene and CoNi-bimetal MOF into intertwined one-dimensional heterostructure and its microwave absorbing properties。

转自《石墨烯杂志》公众号