【摘 要】
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近年来,为了减少和消除电磁辐射污染,迫切需要合理设计和简便制备吸收能力强、重量轻、厚度薄、有效吸收带宽宽的电磁波吸收材料。石墨烯气凝胶作为一种新型微波吸收剂,其多孔结构、大比表面积和活性位点丰富等特性均有利于电磁波在材料内部空间的损耗,从而实现对电磁波的衰减。但导电性高、阻抗匹配失衡和单一损耗机制阻碍了石墨烯气凝胶在微波吸收领域的应用。对此,考虑到磁性材料与碳材料之间良好的磁/介电协同机制,可以在
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近年来,为了减少和消除电磁辐射污染,迫切需要合理设计和简便制备吸收能力强、重量轻、厚度薄、有效吸收带宽宽的电磁波吸收材料。石墨烯气凝胶作为一种新型微波吸收剂,其多孔结构、大比表面积和活性位点丰富等特性均有利于电磁波在材料内部空间的损耗,从而实现对电磁波的衰减。但导电性高、阻抗匹配失衡和单一损耗机制阻碍了石墨烯气凝胶在微波吸收领域的应用。对此,考虑到磁性材料与碳材料之间良好的磁/介电协同机制,可以在介电材料中引入磁性材料以优化微波吸收材料的阻抗匹配和衰减能力。在本文中,我们将磁性材料与石墨烯气凝胶复合制备轻质高效微波吸收材料。(1)首先,通过溶剂热法制备空心结构的ZnO/ZnFe2O4微球,之后将其与氧化石墨烯悬浮液超声混合,再经过水热和冷冻干燥过程,得到了一种由还原氧化石墨烯气凝胶和ZnO/ZnFe2O4微球组成的复合材料(ZnO/ZnFe2O4/rGO气凝胶)。结果显示ZnO/ZnFe2O4/rGO气凝胶具有丰富的多孔结构,水热反应后大量ZnO/ZnFe2O4分散在rGO片层上且结构保存完好。得益于ZnO/ZnFe2O4独特的多孔中空结构、rGO气凝胶的三维导电网络以及复合材料良好的阻抗匹配,ZnO/ZnFe2O4/rGO气凝胶在填料量为10 wt%的情况下,实现了最小反射损失为-65.2 d B和有效吸收带宽为9.1 GHz的优秀微波吸收性能。(2)采用简单的共沉淀法和高温退火工艺,制备了由MOF模板得到的NiCo/C/CNT纳米粒子。随后,将其与氧化石墨烯悬浮液在180℃下水热反应6 h,经冷冻干燥得到一种新型多维多孔复合材料(NiCo/C/CNT/rGO气凝胶)。结果显示一维碳纳米管分布在NiCo/C表面,NiCo/C/CNT与还原氧化石墨烯纳米片结合紧密。同时二维还原氧化石墨烯纳米片互相堆叠形成三维多孔结构。由于多维多孔结构及磁-介电组分协同效应的存在,NiCo/C/CNT/rGO气凝胶复合材料在薄的厚度(1.8 mm)时具有优秀的微波吸收能力(-58.8 GHz)和宽的有效吸收带宽(7.6 GHz)。
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