开发高性能微波吸波材料是解决日益严重的电磁污染问题的有效策略之一，受到了研究人员的关注。在此，研究了 Ti3C2TX MXene 和 MOF 衍生物的结构和组成控制。研究发现，Ti3C2Tx MXene氧化生成的TiO2作为低介电材料，可以有效解决Ti3C2Tx MXene高电导率带来的阻抗失配问题。此外，具有优异介电磁性能的 MOF 衍生物通常通过高温热解获得，这也有助于 Ti3C2TX MXene 的氧化。在此，我们通过模板法和静电自组装，在Ti3C2TX MXene纳米片支撑的三维球形骨架表面成功合成了ZIF-67纳米粒子，并经过一段时间后得到了具有明显中空结构的Co3O4/Co/NC@MXene微球。一步热解。这种磁性碳异质结构可以有效优化阻抗匹配并实现高效的微波吸收。 HCCM-800样品的最小反射损耗值为-71.60 dB，厚度为2.25 mm，最大有效吸收带宽在1.85 mm处达到5.14 GHz。同时，雷达截面（RCS）模拟显示，HCCM-800样品在0°入射角下的RCS降低值可达20.2 dBm2。相信这项研究将为微波吸收领域的进一步蓬勃发展铺平道路。

 
图1. (a) PMMA、(b) PM、(c) PMZ、(d) HMCC-800 的 SEM 图像。 (e-h) HMCC-800 样品的 TEM 和 HRTEM 图像。 (i-l) HMCC-800 样品的 EDS 元素映射图像。

 
图2. (a) PMMA、MXene、PM、ZIF-67、PMZ 的 FTIR 光谱。 (b,c) HCCM-600/700/800/900 的 XRD 图谱，(d) HCCM-600/700/800/900 的拉曼光谱。 (e-h) HCCM-800 的 XPS 调查频谱。 (i) HCCM-600/700/800/900 的磁滞回线。

 
图3. (a,e) HCCM-600、(b,f) HCCM-700、(c,g) HCCM-800、(d,h) HCCM-900 的 3D 曲线和2D 映射。

 
图4. (a) HCCM-700/800/900在不同匹配厚度下的RL值。 (b) HCCM-800 在选定厚度下的 EAB。 MA 性能与其他吸收剂（c）具有相似结构和（d）由先前报道的基于 MXene 或 MOF 衍生物制成的吸收剂的比较。 (e) HCCM-600/700/800/900 在优化厚度下的 Zin/Z0 值。 (f) HCCM-600/700/800/900在2–18 GHz范围内的α值。

 
图5. HMCC-600/700 的 (a) 复介电常数的实部和 (b) 虚部，(c) 介电正切损耗，(d) 复磁导率的实部和 (e) 虚部，以及 (f) 磁正切损耗/800/900。

 
图6. 远场辐射图的模拟结果：（a）铝板，铝板覆盖（b）HCCM-700，（c）HCCM-800，（d）HCCM-900。 (e) 不同扫描角度下所有样品的 RCS 值的二维图。 (f) HCCM-700/800/900 样品的 RCS 降低值。

 
图7. 空心Co3O4/Co/CN@MXene微球的EMW吸收机制示意图。
 
       相关科研成果由郑州大学Xianhu Liu等人于2024年发表在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
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.150729

转自《石墨烯研究》公众号