MXene材料獨(dú)特的層狀結(jié)構(gòu)和高導(dǎo)電性使其具有很好的微波吸收前景。然而，有限的損失機(jī)制和嚴(yán)重的團(tuán)聚為理想的微波吸收器提出了具有挑戰(zhàn)性的障礙，可以通過(guò)構(gòu)建三維(3D)多孔結(jié)構(gòu)有效地改善。本研究報(bào)告了一個(gè)使用簡(jiǎn)單模板法的三維蜂窩MXene。3D MXene框架提供了充足的空腔，通過(guò)簡(jiǎn)單的退火過(guò)程錨定普魯士藍(lán)微立方體及其衍生物，包括鐵微盒和鐵團(tuán)簇。基于三維蜂窩結(jié)構(gòu)和磁-介電協(xié)同效應(yīng)的優(yōu)勢(shì)，F(xiàn)e/MXene吸波器表現(xiàn)出出色的微波吸收能力，在4.2 ~ 5.6 GHz的低頻范圍內(nèi)，在2.00 mm處的最佳反射損耗值為−40.3 dB。通過(guò)有限元分析，吸收器還表現(xiàn)出優(yōu)越的雷達(dá)波衰減，并顯示出在廣泛的溫度范圍內(nèi)成為一種柔性和隔熱材料的巨大潛力。這項(xiàng)工作為三維MXene多孔結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)提供了有益的參考，并且協(xié)同磁-介電策略進(jìn)一步擴(kuò)展了MXene基吸收器的潛力，使其能夠用作靈活高效的微波吸收器。
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圖1. 三維蜂窩N-MXene和Fe/N-MXene復(fù)合材料的制作示意圖。
圖2. (a) PB微立方體和(b)蜂窩MXene的SEM圖像。(c)多孔N-MXene的TEM圖像和(d, e) FM-350， (f, g) FM-550和(h, i) FM-650的形貌演變。(j)所得樣品的XRD圖案。
圖3. (a, b) FM-350， (c, d) FM-550和(e, f) FM-650的不同放大倍數(shù)的TEM圖像。(g) FM-550的EDS元素圖，顯示Ti、N、Fe和O的分布。
圖4. XPS光譜的:(a)測(cè)量光譜，(b) N 1s， (c) Ti 2p和(d) Fe 2p的合成FM-350, FM-550和FM-650。
圖5。測(cè)量復(fù)介電常數(shù)(a)實(shí)部和(b)虛部以及滲透率(c)實(shí)部和(d)虛部的頻率依賴關(guān)系。(e, i) N-MXene、(f, j) FM- 350、(g, k) FM-550和(h, l) FM-650在特定吸收層厚度下的RL值和EAB的二維表示、相應(yīng)的彩色圖。
圖6. (a−d) Cole−Cole曲線，(e−h) C0−f曲線，(i−l) RL、tm和|Zin/Z0|曲線的典型頻率依賴關(guān)系，(m−p)阻抗匹配的等值線圖，以及(q)衰減常數(shù)。
圖7。(a) RCS仿真模型，(b、c)模擬RCS值，(d−g) N-MXene、FM-350、FM-550和FM-650的三維雷達(dá)散射結(jié)果。
圖8。(a)紅外熱測(cè)試裝置原理圖，(b) N-MXene、FM-350、FM-550、FM-650的柔性紙，(c)不同加熱和冷卻時(shí)間的熱紅外圖像。
相關(guān)科研成果由山東理工大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院Dong Liu和Mingliang Ma等人于2023年發(fā)表在ACS Applied Materials & Interfaces（https://doi.org/10.1021/acsami.3c09799）上。原文：3D Honeycomb Fe/MXene Derived from Prussian Blue Microcubes with a Tunable Structure for Efcient Low-Frequency and Flexible Electromagnetic Absorbers。
原文鏈接：https://doi.org/10.1021/acsami.3c09799
轉(zhuǎn)自《石墨烯研究》公眾號(hào)
