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通讯技术飞速发展以及电子设备广泛应用,使得电磁波污染问题日益严重。电磁波辐射不仅干扰仪器设备,同时也会危害人类身体健康,而电磁波吸收材料可有效吸收减小电磁辐射,这使得电磁波吸收材料受到越来越多的关注。金属-有机框架材料(MOFs)是一种由金属离子和有机配体通过配位作用形成的晶体物质,具有丰富的多孔结构,这类材料可根据应用要求对晶体中的金属离子、尺寸大小及孔结构进行调控。以金属有机框架为前驱体,结合简便快捷的MOFs衍生物的制备方法,可获得磁性金属颗粒、介电氧化物、多孔碳及其复合物等多种复合材料,由此可将介电损耗、磁损耗结合起来,充分发挥各个损耗材料在不同损耗波段的优势,以增加有效吸收带宽。研究表明,通过设计前驱体MOFs,可衍生出具有优良吸波性能的复合物。本论文基于化学合成法制备了碳基MOFs衍生物,研究了不同组成的复合材料的电磁波吸收性能和吸波机理,主要研究内容与结果如下:(1)采用水热法,制备了单一金属离子(Zr)的MOFs(UIO-66),在N2保护气氛下碳化后,制备出高介电的衍生物Zr02/C的复合材料,研究了碳的不同石墨化程度对电导损耗的影响;同时二氧化锆作为高介电成分,研究了其对介电损耗的影响。通过传输线理论,进一步探究了两种损耗机制对电磁波吸收性能的影响。通过粉末X射线衍射仪(PXRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、高分辨透射电子显微镜(HR-TEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)、拉曼光谱仪(Raman)、热重分析仪(TG)等测试手段对材料本征性质进行了表征,测试结果表明复合物为八面体结构,随着碳化温度的升高,石墨化程度不断升高,电导率随之增加。采用矢量网络分析仪(VNA)测试了复合物的电磁参数,探究了复合物的吸波性能,测试结果表明,800℃下碳化得到的ZrO2/C复合物表现出优异的电磁波吸收性能,在16.8 GHz处,匹配厚度为1.5 mm时,最小反射损耗值达-58.7 dB,最大有效吸收带宽达5.5 GHz。进一步分析了材料的损耗机理,其中电导损耗起主导作用,介电损耗起辅助作用。(2)采用两步水热法,制备了双金属离子(TiZr)的MOFs(PCN-415),在N2保护气氛下碳化,制备出双高介电的衍生物Ti02/ZrTi04/C的复合材料。在上述研究基础上,通过进一步添加高介电氧化物,研究了介电损耗的变化对电磁波吸收性能的影响。研究结果表明复合物为多孔类八面体结构,石墨化程度随着碳化温度升高而降低,缺陷增加。在800℃下碳化的多孔Ti02/ZrTi04/C复合物,表现出优异的电磁波吸收性能,在13.0 GHz处,匹配厚度为2.15 mm时,达到的最小反射损耗值为-67.82 dB,,最大有效吸收带宽为4.7 GHz。其增强的极化损耗以及多孔结构优化的阻抗匹配,共同促进了 Ti02/ZrTi04/C复合物优异的吸波性能。(3)采用水热法制备出NH2-UIO-66,然后通过原位生长法,以及MOFs的表面官能团的吸附作用,使Co2+在NH2-UIO-66上进行沉积,而后在N2保护气氛下热处理后,即可得到Co/Zr02/C的复合材料。在上述两项纯介电吸波材料的研究基础上,探究了磁性颗粒的引入对复合材料的吸波性能所带来的影响。研究结果表明,Co/ZrO2/C复合物为表面镶嵌了 Co金属颗粒的八面体结构,ZrO2颗粒均匀的分布在八面体碳基体中,材料表现出一定的多孔性。由于Co金属颗粒的引入,材料的匹配厚度有所减小,优化了阻抗匹配,并引进了磁损耗,使得材料表现出优异的电磁波吸收性能,在15.8 GHz厚度为3.3 mm时,最强吸收可达-57.2 dB,并且展现出超宽的有效吸收带宽11.9 GHz(6.1-18.0 GHz)。通过上述一系列的研究表明,由MOFs衍生的碳基多孔复合材料,可表现出优异的电磁波吸收性能。选择具有不同的介电常数的金属氧化物和不同磁导率的金属颗粒,可获得多种磁性颗粒、高介电氧化物和碳的不同组合的多孔复合材料,在介电损耗及磁损耗等多种损耗机制的协同作用下,可有效调控复合材料的电磁波吸收性能,以获得新型的电磁波吸收材料。