近日，安徽理工大學(xué)疏瑞文教授課題組在金屬-有機框架（MOFs）衍生磁碳復(fù)合吸波材料方面取得了系列重要進展，相關(guān)研究成果已發(fā)表于國際著名學(xué)術(shù)期刊Composites Part B（中科院一區(qū)，Top期刊，IF=9.078）、Journal of Colloid and Interface Science（中科院一區(qū)，Top期刊，IF=8.128）。            

隨著電子設(shè)備的大量應(yīng)用和5G通信技術(shù)的快速發(fā)展，電磁干擾和電磁輻射污染問題日漸突出。電磁輻射不僅影響電子器件的正常工作和使用壽命，也對人體健康產(chǎn)生危害。因而，新型輕質(zhì)高效吸波材料的開發(fā)成為當(dāng)前材料科學(xué)和電子科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點。            

《Fabrication of bimetallic metal-organic frameworks derived Fe3O4/C decorated graphene composites as high-efficiency and broadband microwave absorbers》（Composites Part B 228 (2022) 109423）論文以氧化石墨烯為模板，通過溶劑熱反應(yīng)首先合成鐵鋅雙金屬-有機框架/還原氧化石墨烯前驅(qū)體，然后在氬氣氣氛中高溫?zé)峤庵苽渌难趸F/碳/石墨烯復(fù)合材料。研究發(fā)現(xiàn)，通過改變前驅(qū)體中Fe3+與Zn2+的摩爾比可以實現(xiàn)碳框架的形貌逐漸由規(guī)則八面體向不規(guī)則多面體、石榴狀演化，且可以調(diào)控復(fù)合材料的吸波性能。當(dāng)Fe3+與Zn2+的摩爾比為1:2、填充比為20 wt.%時，該復(fù)合材料具有最優(yōu)的吸波性能，即最小反射損耗RLmin為-79 dB（99.99999%吸收），有效吸收帶寬EAB達5.8GHz（幾乎完全覆蓋Ku波段）。             

《Preparation of FeNi/C composite derived from metal-organic frameworks as high-efficiency microwave absorbers at ultrathin thickness》（Journal of Colloid and Interface Science 606 (2022) 1918-1927）論文采用溶劑熱-高溫?zé)峤鈨刹椒ㄖ苽滂F鎳MOFs衍生磁碳復(fù)合材料。研究表明，通過改變前驅(qū)體中Fe3+與Ni2+的摩爾比可以調(diào)控復(fù)合材料的物相組成、微觀形貌、磁性能和吸波性能；且獲得的復(fù)合材料具有輕質(zhì)、寬頻、強吸收和薄厚度的特征。            

成果展示圖（圖片由作者提供）

《Fabrication of bimetallic metal–organic frameworksderived cobalt iron alloy@carbon–carbon nanotubes composites as ultrathin and high-efficiency microwave absorbers》（Journal of Colloid and Interface Science 613 (2022) 477-487）論文以Fe3O4微球為模板，采用室溫靜置老化反應(yīng)原位生長樹葉狀鈷鋅MOFs前驅(qū)體，然后高溫?zé)峤庵苽涞獡诫s鈷鐵合金@碳?碳納米管復(fù)合材料。研究發(fā)現(xiàn)，通過改變熱解溫度，可以調(diào)控復(fù)合材料的組成、物相結(jié)構(gòu)、石墨化度、磁性能、電磁參數(shù)和吸波性能。復(fù)合材料優(yōu)異的吸波性能源于CoFe合金的磁損耗、碳納米管的電導(dǎo)損耗、氮摻雜誘導(dǎo)的偶極極化、多重異質(zhì)界面極化以及良好的阻抗匹配等協(xié)同作用。            

上述研究工作突破了傳統(tǒng)磁碳復(fù)合吸波材料中磁性組分分散性差、密度大、匹配厚度大和填充比高等瓶頸，為MOFs在電磁吸收領(lǐng)域的應(yīng)用提供理論依據(jù)。            

安徽理工大學(xué)為論文的第一完成單位，疏瑞文教授為論文通訊作者，化學(xué)工程學(xué)院碩士研究生李曉慧、吳越、李寧寧等為上述工作的完成做出了重要的貢獻。該工作得到了安徽省杰出青年科學(xué)基金、安徽省教育廳自然科學(xué)研究重大項目、淮南市“50·科技之星”創(chuàng)新團隊等項目的支持。            

（楊志華）