【摘要】 设计和制备具有高效电磁吸收和耐腐蚀性能的高性能微波吸收材料成为一项重要的研究课题。

NO.1引言

 

设计和制备具有高效电磁吸收和耐腐蚀性能的高性能微波吸收材料成为一项重要的研究课题。

 

在过去的几年中，铁氧体、羰基铁和陶瓷已成功制备成高性能微波吸收剂。然而，这种材料在实际应用中仍存在很大的局限，如密度高、成本高、在恶劣环境下的耐腐蚀性低。

 

对此，碳系材料，尤其是石墨烯基复合材料受到了很多研究者的喜爱。石墨烯是一种稳定的二维碳纳米结构，具有高比表面积、低密度和优异的导电性。

 

将石墨烯与导电高分子、金属化合物纳米颗粒复合，可以显著提升电磁波损耗性能。目前为止，成功复合的结构有CoS2、Fe3O4、高分子聚合物水凝胶等。

 

对此，复合材料中孔结构的设计与调控对电磁波的损耗有着重要的影响。主要体现在一下两个方面：第一，多孔结构可以显著延长电磁波的传输路径，促进多重反射，并增强电磁波的衰减。第二，孔表面处常伴随着很多的反应位点，缺陷以及活性官能团。

 

可以填充大量的磁性纳米颗粒，并产生更多的界面，促进界面极化。然而，若孔隙率过多，则材料的强度降低，吸水性增多，抗腐蚀性能变差，因而大大限制了其应用。因此，合理的控制复合材料中孔结构的大小，形状、分布是优化性能的一个关键点。

 

NO.2成果简介

 

 

对此，江南大学Tianxi Liu研究团队报道了一种简单而有效的方法来设计耐腐蚀石墨烯基Fe@C磁性复合泡沫。

 

首先，通过水热法将酞菁铁/Fe3O4组装到石墨烯骨架上，然后，在高温下退火处理。

 

作为一种独特的带有金属配体的芳香杂环大分子，刚性FePc分子与Fe3O4纳米颗粒结合在一起的原位热解可以有效地促进复合结构在高温下退火下形成碳涂层铁(Fe@C)粒子。

 

Fe@C可以显著优化石墨烯的阻抗匹配，促使更多的电磁波进入其泡沫内部。Fe@C与石墨烯可以产生更多的界面，促进电磁波的界面极化损耗。更重要的是，这种结构具有很好的抗腐蚀性能，具有很好的稳定性及持久性。

 

相关研究成果以“Corrosion-Resistant Graphene-Based Magnetic Composite Foams for Efficient Electromagnetic Absorption” 为题发表在期刊《ACS applied materials & interfaces》上。

 

 

NO.3图文速递

 

图一 泡沫结构的制备

 

图二 微观组织结构表征

 

图三 电磁参数

 

图四 吸波性能测试

 

图五 电磁波吸收机制

 

文献链接：

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsami.1c23439

 

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