异质结构CNTs基复合物的制备及其吸波性能研究

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近年来,人们一直在致力于开发具有低反射损耗(RL)、薄匹配厚度(dm)、宽吸收带宽(fb)和低密度的微波吸收材料,同时,保持简单的制备工艺。在本文中,我们通过构建范德瓦尔斯异质结构将多种不同特性的成分进行复合,合成了一类新型的微波吸收材料。具体研究如下:(1)为了改善材料的微波吸收性能,我们利用简单的水热法合成了异质结构CNTs@Mo S2纳米复合物。通过改变参与反应的Mo源和S源的量,制备了具有不同Mo S2含量的CNTs@Mo S2复合物。结果表明,异质结构的协同效应以及Mo S2独特的纳米花状形貌,使得所制备的CNTs@Mo S2样品表现出优异的微波吸收性能,通过改变Mo S2的含量以及与石蜡混合的质量比,可以调控CNTs@Mo S2复合物的吸波性能。特别是,当填充量为40 wt%时,所制备的样品在dm=1.49 mm处的最小反射损耗(RLmin)值为-54.75 d B;在dm=1.26 mm处,其对应的fb值约为4.0 GHz。研究表明,所制备的CNTs@Mo S2具有优异的吸波性能,为设计低成本、高稳定性的高性能吸波材料提供了一种可靠的策略。(2)为了充分利用复合材料的多重损耗机制、多界面结构和碳材料的优异性能,我们通过水热法和化学气相沉积法相结合的方法,设计并合成了异质结构Fe@Fe3C@CNTs/RGO复合物。结果表明,通过调节乙炔分解温度可以改变CNTs含量,使Fe@Fe3C@CNTs/RGO样品的电磁参数和微波吸收性能得到了调控,所合成的样品同时表现出较低的反射损耗值、较宽的带宽和较薄的厚度。尤其是,在500和550℃下获得的样品表现出极低的RLmin值,分别在15.16 GHz处RLmin为-62.29 d B,其对应的dm值为1.79 mm;在11.56 GHz处RLmin为-74.31 d B,其对应的dm值为2.14 mm。而它们的fb值分别为6.00 GHz,相应的dm值为1.87mm和6.00 GHz,相应的dm值为1.85 mm。与之前报道的具有代表性的相关吸波材料相比,我们所设计的异质结构Fe@Fe3C@CNTs/RGO复合物的微波吸收性能较为明显的增强了,可以作为一种高效的微波吸收材料。
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