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鄭州大學Yuezhan Feng和北京化工大學Hao-Bin Zhang課題組--多功能磁性Ti3C2Tx MXene /石墨烯氣凝膠具有優異的電磁波吸收性質
       巧妙的微結構設計和合適的多組分策略,對于具有強吸收能力和寬吸附帶寬(EAB)的先進電磁波吸收(EMA)材料,這仍然存在挑戰。這里,通過定向冷凍法和水合肼蒸氣還原過程,制備了三維(3D)Ti3C2Tx MXene/還原氧化石墨烯(RGO)氣凝膠(錨定了磁性Ni納米鏈)。該定向細胞結構和異質的介電/磁界面有利于提高吸收性能,這是通過形成完美的阻抗匹配,多極化和電/磁耦合效應實現的。有趣的是,所制備的超輕Ni/MXene/RGO(NiMR-H)氣凝膠(6.45 mg cm-3)實現了目前為止最佳的EMA性能,最小反射損耗(RLmin)為-75.2 dB,最寬EAB為7.3 GHz。此外,該出色的結構堅固性和機械性能,以及高疏水性和隔熱性能(接近空氣),保障了NiMR-H氣凝膠的耐久EMA應用,可抵抗變形,水或潮濕環境以及高溫侵蝕。
 
 
Figure 1.(a)構建NiMR-H氣凝膠的示意圖。(b)靜電相互作用和氫鍵作用。 (c)XPS光譜。NiMR-H,NiMR-A和NiMG氣凝膠的(e)FT-IR,(f)拉曼光譜和(g)XRD圖譜。NiMR-H氣凝膠的(h)掃描電鏡,(i)TEM,HRTEM(插圖)和(j)元素映射圖像。
 
  
Figure 2.(a)NiMG,(b)NiMR-A和(c)NiMR-H氣凝膠的三維RL-f曲線。 (d)NiMR-H氣凝膠在平行方向,垂直方向和無序狀態下的EMA性能比較,以及(e)NiMR-H氣凝膠在不同MXene/GO比率下的性能。(F)不同NiMR-H氣凝膠的RLmin和EABmax。
 
  
Figure 3. NiMR-H氣凝膠的EMA機理分析:(a)ε'-ε''圖,(b)C0-f曲線,(c)電耦合和(d)磁耦合效應,(e)兩個相鄰的Ni納米鏈之間的離軸電子全息圖像,(f)α/RL/Z-f曲線,(g,h)EMA機理示意圖 ,(i,j)EMA性能綜合比較。
 
 
 
Figure 4.(a)NiMR-H氣凝膠上的水滴數碼照片。(b)WCA圖像,(c)NiMR-H氣凝膠對各種有機液體的吸收能力。(d)熱導率。(e)NiMR-H氣凝膠加熱時的紅外熱像圖,和(f)測試點的相應溫度-時間曲線。(g)NiMR-H氣凝膠的溫度變化有限元模擬。(h)循環壓縮應力-應變曲線。
  
      該研究工作由鄭州大學Yuezhan Feng和北京化工大學Hao-Bin Zhang課題組于2021年發表在ACS NANO期刊上。原文:Multifunctional Magnetic Ti3C2Tx MXene/Graphene Aerogel with Superior Electromagnetic Wave Absorption Performance。

轉自《石墨烯雜志》公眾號
 
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