【摘 要】
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随着5G时代的到来,通信技术迅速发展,小型电子设备逐渐普及,由此带来的电磁污染问题也逐渐加剧。这些电磁辐射会影响到精密电子器件的正常工作,甚至对人体的健康产生危害。电磁微波吸收材料可以解决由电磁污染所引发的一系列问题。同时,5G新时代的到来也给微波吸收材料的研究提出了更高的要求,质量轻、厚度薄、吸收频带宽、损耗能力强的新型吸波材料已成为目前研究热点。金属有机框架（MOFs）材料具有多孔、质量轻、形
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随着5G时代的到来,通信技术迅速发展,小型电子设备逐渐普及,由此带来的电磁污染问题也逐渐加剧。这些电磁辐射会影响到精密电子器件的正常工作,甚至对人体的健康产生危害。电磁微波吸收材料可以解决由电磁污染所引发的一系列问题。同时,5G新时代的到来也给微波吸收材料的研究提出了更高的要求,质量轻、厚度薄、吸收频带宽、损耗能力强的新型吸波材料已成为目前研究热点。金属有机框架（MOFs）材料具有多孔、质量轻、形貌结构可调控等优点,以它为前驱体所衍生出的金属或金属氧化物与碳材料的复合物具有较好的微波吸收性能。但是MOFs与MOFs颗粒之间的结合能力较差,难以连接形成复杂的电子传输通路,难以有效的损耗电磁波。本文将MOFs与其他碳材料结合制备复合材料,在连接MOFs的同时构建特殊的多级结构,实现对材料吸波性能的有效调控,并探究材料组分和结构对吸波性能的影响机理。具体内容如下:（1）采用室温下超声生长的方法,快速制备片状ZIF-67,将其与不同浓度的氧化石墨烯溶液混合,冻干之后高温烧结制得RGO/Co/C复合材料,探究氧化石墨烯的浓度、烧结温度等条件对吸波性能的影响。还原氧化石墨烯包裹在MOF衍生碳纳米片表面,产生丰富的界面,促进界面极化,复合材料中的缺陷以及残留的含氧官能团促进偶极子极化,这两者共同作用有效提高极化损耗性能。还原氧化石墨烯和MOF衍生碳纳米片连接形成通路,促进电导损耗。当前驱体中氧化石墨烯的浓度为6 mg/ml,烧结温度为600℃时,在15.28 GHz处,最小反射损耗为-47.1 d B,有效带宽为5.92 GHz。（2）以片状ZIF-67为前驱体材料,将其与不同质量的三聚氰胺混合,干燥过后在N2保护下高温烧结制得NCNT/Co/C复合材料,探究了三聚氰胺的含量对吸波性能的影响。高温下,MOF中的Co2+转化为钴金属纳米颗粒,三聚氰胺热解,作为碳源和氮源,在钴的催化作用下衍生出氮掺杂多壁碳纳米管。改变前驱体中三聚氰胺的添加量以调节碳纳米管含量,从而实现对材料介电性能的有效调控。MOF衍生的碳纳米片上生长的碳纳米管相互纠缠,形成网络通路,有利于电子在相邻碳纳米片之间传递。碳纳米管中包裹金属纳米颗粒,有效促进极化损耗。当前驱体中三聚氰胺含量为50 wt%时,烧结产物性能最好,最小反射损耗为-46.6 d B,有效带宽为2.4 GHz,厚度为2 mm时最大有效带宽为5.2 GHz。（3）采用水热法制备花团状的Ni-BDC,Ni Co-BDC以及Co-BDC,之后把干燥后的MOF粉末和三聚氰胺粉末放入管式炉中烧结,最终制得NCNT/Ni/C、NCNT/Ni Co/C、NCNT/Co/C复合材料,探究Ni2+和Co2+的比例对微波吸收性能的影响。Ni-BDC结构致密,孔隙率低,钴元素的引入使得MOF变得更加松散,相邻MOF片之间的距离增大。烧结过后,生长出碳纳米管连接相邻纳米片,构建出特殊的三维多孔网络结构,提高了材料的电导损耗性能。当Ni2+:Co2+=1:1时,NCNT/Ni1Co1/C复合材料的最小反射损耗为-45.9 d B,有效带宽为1.44 GHz。Co-BDC烧结过后制得NCNT/Co/C复合材料,在5.36GHz处,最小反射损耗为-51.2 d B,最大有效带宽为3.92 GHz,厚度为2 mm时最大有效带宽为3.92 GHz。
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