【摘 要】
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近年来,各种电子设备的广泛应用所产生的电磁辐射与干扰成为新的社会问题。因此,对高性能电磁波吸收材料的研究成为科研人员关注的热点。在各类吸波材料中,碳材料因其导电性高、化学性能稳定、密度低以及特殊的微观结构等特点而备受关注,各种各样的碳材料,如介孔碳和碳纳米管（CNTs）等作为电磁波吸收剂已被广泛研究。此外,普鲁士蓝类似物（PBAs）作为金属有机框架材料（MOFs）的一个亚类,具有丰富的孔隙结构、大
【基金项目】
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国家自然科学基金（编号为 No.51676103）； 泰山学者特聘专家工程（编号为 ts.20190937）； 山东省自然科学基金资助项目（No.ZR2021QE007）；
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近年来,各种电子设备的广泛应用所产生的电磁辐射与干扰成为新的社会问题。因此,对高性能电磁波吸收材料的研究成为科研人员关注的热点。在各类吸波材料中,碳材料因其导电性高、化学性能稳定、密度低以及特殊的微观结构等特点而备受关注,各种各样的碳材料,如介孔碳和碳纳米管（CNTs）等作为电磁波吸收剂已被广泛研究。此外,普鲁士蓝类似物（PBAs）作为金属有机框架材料（MOFs）的一个亚类,具有丰富的孔隙结构、大的比表面积、结构与功能多样的特点,被广泛应用在电磁波吸收领域。然而将单纯的碳材料用于吸收电磁波不利于实现良好的阻抗匹配,因此与具有独特结构的锰氧化物、磁损耗性能高的金属氧化物复合以实现提升电磁波吸收性能的目的。本论文主要研究Ni-Co PBA的衍生材料与MnO2/Mn3O4、Fe3O4等材料复合制备的方法及电磁波吸收性能。主要研究内容如下:一、MnO2/Mn3O4@Ni-Co/GC复合材料的制备及其电磁波吸收性能研究通过物理搅拌法制备Ni-Co PBA,对其进行退火处理得到Ni-Co/C,随后进行水热处理将MnO2纳米片成功包覆在Ni-Co/C纳米立方体表面,最终通过二次退火处理制备出MnO2/Mn3O4@Ni-Co/GC。结果表明:由于MnO2/Mn3O4独特的结构优势以及与Ni-Co磁性颗粒协同作用,使得MnO2/Mn3O4@Ni-Co/GC纳米立方体具有显著的电磁波吸收性能。MnO2/Mn3O4纳米片的引入有效地调节了MnO2/Mn3O4@Ni-Co/GC的介电损耗,同时改善了阻抗匹配差的问题。二、微反应器制备Ni-Co PBA及其衍生Ni-Co@CNTs复合材料的电磁波吸收性能研究提出了一种在微反应器中连续流动合成Ni-Co PBA纳米颗粒的策略。通过改变原材料浓度和进料流量调控Ni-Co PBA的粒径大小。此外,选取经典物理搅拌法和连续流动微反应器技术制备的Ni-Co PBA经高温煅烧处理后制备出Ni-Co@CNTs（分别命名为Ni-Co@CNTs-J和Ni-Co@CNTs-W）。Ni-Co@CNTs-J在频率为5 GHz,匹配厚度为5 mm时,RLmin为-23.07 d B;而Ni-Co@CNTs-W的RLmin可以达到-23.83 d B。由此可得,微反应器制备的Ni-Co PBA所得Ni-Co@CNTs-W仍具有良好的电磁波吸收性能,是一种理想的高效电磁波吸收材料。三、Fe3O4@Ni-Co@CNTs复合材料的制备及电磁波吸收性能研究采用溶剂热法将Fe3O4沉积在Ni-Co@CNTs材料表面,制备出Fe3O4@Ni-Co@CNTs纳米复合材料。Fe3O4@Ni-Co@CNTs的电磁波吸收性能与Ni-Co@CNTs的添加量密切相关,高度依赖于Fe3O4磁性纳米球的含量。优选的Fe3O4@Ni-Co@CNTs-2#复合材料在14.2 GHz,匹配厚度为2 mm时,RLmin可达-32.7 d B。同时,在匹配厚度为2 mm时,最宽有效吸收带宽可达5.9 GHz。在较高频段仍具有优异的电磁波吸收性能。
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