三聚氰胺衍生多孔碳复合材料制备及其微波吸收性能研究

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随着通信技术的迅速发展,电磁波在日常生活中应用的越来越广泛,电磁波的应用给人们带来便利的同时,不可避免的对环境、人体造成影响,干扰精密仪器的正常运行,因此电磁波吸收材料越来越受到人们的重视。传统吸波材料电磁波吸收能力有限、环境适应性差,无法适应现代复杂的电磁环境,研究人员开始着重于新型吸波材料的研发。由于多孔碳材料可视为碳基体组分和空气组分组成的复合,可以有效降低密度,调节阻抗匹配,并具有可控制的孔隙大小、孔隙结构等优异性能,成为研究新型吸波材料的主要研究方向。本文主要以三聚氰胺泡沫作为聚合物碳基体制备多孔碳新型吸波体,主要内容包括:(1)通过直接碳化三聚氰胺泡沫制备轻质多孔碳吸波体。当高温碳化温度为800℃时,制备的吸波体最小反射损耗值达到-20.24 d B,匹配厚度仅为1.8mm,其损耗方式为电导损耗。(2)在三聚氰胺衍生多孔碳基体分别负载二维纳米材料过渡金属碳化物Ti3C2、石墨烯,制备多孔碳/rGO、多孔碳/MXene复合材料非磁性多孔碳吸波体。在电导损耗和界面损耗的共同作用下,当Ti3C2TX、rGO浓度分别在2mg/m L和8 mg/m L时达到最小反射损耗-27.23 d B和-33.66 d B,最大有效吸收带宽分别为4.42 GHz和3.74 GHz。(3)在三聚氰胺衍生多孔碳基体分别负载rGO/Ni链、MXene/Ni链制备磁性多孔碳/MXene、磁性多孔碳/rGO的电磁协同多孔碳吸波体。通过一维Ni链和二维MXene、rGO结构设计与磁电协同作用下,当Ni链含量分别为0.1 g和0.15 g时,最小反射损耗分别达到-31.29 d B和-41.77 d B。通过以上方法制备的多孔碳吸波体不仅具有良好的吸波特性,还具有轻质、疏水、阻燃等优异的性能。能够满足新型吸波材料对于“轻质、宽频带、强吸收”的要求,为制备低成本、低密度、轻质高效的多功能电磁波吸收材料提供了新的思路。
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