MXene材料獨特的層狀結構和高導電性使其具有很好的微波吸收前景。然而，有限的損失機制和嚴重的團聚為理想的微波吸收器提出了具有挑戰性的障礙，可以通過構建三維(3D)多孔結構有效地改善。本研究報告了一個使用簡單模板法的三維蜂窩MXene。3D MXene框架提供了充足的空腔，通過簡單的退火過程錨定普魯士藍微立方體及其衍生物，包括鐵微盒和鐵團簇。基于三維蜂窩結構和磁-介電協同效應的優勢，Fe/MXene吸波器表現出出色的微波吸收能力，在4.2 ~ 5.6 GHz的低頻范圍內，在2.00 mm處的最佳反射損耗值為−40.3 dB。通過有限元分析，吸收器還表現出優越的雷達波衰減，并顯示出在廣泛的溫度范圍內成為一種柔性和隔熱材料的巨大潛力。這項工作為三維MXene多孔結構的設計提供了有益的參考，并且協同磁-介電策略進一步擴展了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。測量復介電常數(a)實部和(b)虛部以及滲透率(c)實部和(d)虛部的頻率依賴關系。(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系，(m−p)阻抗匹配的等值線圖，以及(q)衰減常數。
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的三維雷達散射結果。
圖8。(a)紅外熱測試裝置原理圖，(b) N-MXene、FM-350、FM-550、FM-650的柔性紙，(c)不同加熱和冷卻時間的熱紅外圖像。
相關科研成果由山東理工大學化學化工學院Dong Liu和Mingliang Ma等人于2023年發表在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
轉自《石墨烯研究》公眾號
