雙金屬M(fèi)OFs制備金屬合金@碳優(yōu)良微波吸收復(fù)合材料——浙大廣東工業(yè)大學(xué)林展教授

隨著電子設(shè)備的不斷發(fā)展,電磁輻射和電磁污染已成為人們普遍關(guān)注其對(duì)人類(lèi)健康和電子安全產(chǎn)生潛在的負(fù)面影響。為了解決電磁波問(wèn)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(fù)合材料結(jié)合了碳材料的高導(dǎo)電性和磁性納米顆粒的介電/磁損耗,可以通過(guò)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(guò)合理設(shè)計(jì)及熱處理金屬-有機(jī)骨架材料(MOFs)可以形成磁性納米粒子/多孔導(dǎo)電碳作為電磁波吸收材料。MOFs通常可通過(guò)用調(diào)節(jié)金屬中心實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的結(jié)構(gòu)/性能調(diào)控,且在碳化過(guò)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(shí)也調(diào)整了MOFs中小分子有機(jī)連接體的碳化過(guò)程。因此,通過(guò)調(diào)節(jié)MOFs前驅(qū)體的金屬節(jié)點(diǎn),可以獲得在特定碳納米結(jié)構(gòu)中良好組合的可控磁性納米顆粒。

近期,廣東工業(yè)大學(xué)林展教授團(tuán)隊(duì)提出了通過(guò)簡(jiǎn)單控制MOFs金屬中心種類(lèi)及比例調(diào)控MOFs的碳化過(guò)程及最終金屬合金@碳復(fù)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(guò)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(diǎn),從而實(shí)現(xiàn)FeM合金摻雜碳復(fù)合材料的合成,通過(guò)金屬種類(lèi)及比例的調(diào)控很好地實(shí)現(xiàn)了MOFs衍生的M/C材料三維互聯(lián)結(jié)構(gòu),石墨化程度和孔體積的可控,優(yōu)化實(shí)驗(yàn)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(guò)微調(diào)MOFs前驅(qū)體的金屬節(jié)點(diǎn)來(lái)合理設(shè)計(jì)MOFs衍生的雙金屬材料是開(kāi)發(fā)高性能電磁波吸收劑的有效途徑。相關(guān)結(jié)果發(fā)表在Chemical Engineering Journal上(DOI: 10.1016/j.cej.2020.127609)。