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隨著電子設備的不斷發(fā)展,電磁輻射和電磁污染已成為人們普遍關注其對人類健康和電子安全產(chǎn)生潛在的負面影響。為了解決電磁波問題,人們致力于發(fā)展在GHz范圍內(nèi)具有優(yōu)良吸收性能的微波吸收材料。磁性納米顆粒/碳復合材料結(jié)合了碳材料的高導電性和磁性納米顆粒的介電/磁損耗,可以通過吸收基體中的磁/介電損耗有效地將電磁波能量轉(zhuǎn)化為熱量。通過合理設計及熱處理金屬-有機骨架材料(MOFs)可以形成磁性納米粒子/多孔導電碳作為電磁波吸收材料。MOFs通常可通過用調(diào)節(jié)金屬中心實現(xiàn)優(yōu)異的結(jié)構/性能調(diào)控,且在碳化過程中金屬離子在最終產(chǎn)物的形成中起決定性作用,其中金屬離子不僅形成磁性納米粒子,同時也調(diào)整了MOFs中小分子有機連接體的碳化過程。因此,通過調(diào)節(jié)MOFs前驅(qū)體的金屬節(jié)點,可以獲得在特定碳納米結(jié)構中良好組合的可控磁性納米顆粒。

近期,廣東工業(yè)大學林展教授團隊提出了通過簡單控制MOFs金屬中心種類及比例調(diào)控MOFs的碳化過程及最終金屬合金@碳復合材料的組分及形貌的方法制備高效的電磁波吸收材料的方法。基于Fe-MIL-88B,通過摻雜第二金屬中心(M=Co,Ni,Mn)系統(tǒng)地調(diào)整Fe-MIL-88B的金屬節(jié)點,從而實現(xiàn)FeM合金摻雜碳復合材料的合成,通過金屬種類及比例的調(diào)控很好地實現(xiàn)了MOFs衍生的M/C材料三維互聯(lián)結(jié)構,石墨化程度和孔體積的可控,優(yōu)化實驗表明的FeM@C可表現(xiàn)出-71.4 dB和14.2 GHz的優(yōu)秀吸波性能。因此,通過微調(diào)MOFs前驅(qū)體的金屬節(jié)點來合理設計MOFs衍生的雙金屬材料是開發(fā)高性能電磁波吸收劑的有效途徑。相關結(jié)果發(fā)表在Chemical Engineering Journal上(DOI: 10.1016/j.cej.2020.127609)。