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多功能磁性MXene/石墨烯气凝胶在电磁波吸收方面的应用

作者:瑞禧生物 发布时间:2022-08-09 10:16:38 次浏览

我们在Ti3C2Tx MXene和石墨烯内引入磁性纳米粒子可**降低其与自由空间的界面阻抗不匹配性,结合有序多孔气凝胶结构增加的电磁波在吸波体内的损耗路径和空间,将大幅增强电磁波在吸波材料内的介电损耗和磁损耗。结合MXene、RGO、Ni纳米链多组分的协同损耗作用和三维有序气凝胶对电磁波的多重反射作用,获得目前MXene基吸波材料所报道的**反射损耗(RLmin=-75.2 dB)以及吸收波宽(EABmax=7.3 GHz)。 本文利用氧化石墨烯(GO)、Ti3C2Tx MXene和Ni 纳米链之间的静电相互作用和氢键作用实现自组装,通过简单定向冷冻方法和通过结合冷冻干燥方法获得三维有序Ni/MXene/GO气凝胶结构,最后结合温和的水合肼蒸汽还原改性,获得了同时具有介电特性和磁性能的多组分Ni/MXene/RGO (NiMR-H)气凝胶。物理化学结构表征显示,水合肼蒸汽改性可同时实现GO和MXene的部分还原和N原子掺杂,**平衡三维网络的传导性和介电性,使三维有序多孔气凝胶在保证MXene-RGO骨架介电特性的同时,避免电子传输通路的形成。形貌结构揭示了气凝胶周期有序多孔结构,与此同时,磁性Ni纳米链通过静电作用紧密镶嵌在MXene-石墨烯骨架表面,形成多重异质界面结构,有利于电磁波的多重反射散射和界面极化损耗。相比而言,通过低温氨气气氛退火还原改性的NiMR-A气凝胶尽管拥有相似的三维有序多孔结构,但程度较深的退火还原改性导致NiMR-A气凝胶内形成电子传导通路,不利于材料与空间阻抗的匹配性(图1)。 通过真空辅助灌注PDMS树脂,可无损保存NiMR-H气凝胶结构,得到用于电磁参数测试的复合材料,因NiMR-H气凝胶密度仅为6.45 mg cm-3,其在支撑基体PDMS内的含量仅为0.64 wt%,**解决了传统粉末型吸波剂分散不均、填充量高的问题。吸波性能结果显示,通过温和还原改性可**提高气凝胶骨架的介电特性和极化效应,结合Ni纳米链的磁损耗效应以及三维有序气凝胶对电磁波的多重反射作用,NiMR-H气凝胶可以获得**反射损耗(RLmin=-75.2 dB)以及**吸收波宽(EABmax=7.3 GHz)。相比而言,退火还原的NiMR-A气凝胶因电子传输通路的形成表现出较弱的吸波效应。此外,NiMR-H有序气凝胶的孔结构各向异性导致了其吸波性能在垂直和平行孔方向的各向异性,相比而言,当微波入射方向垂直于孔方向可获得**吸波性能(图2)。 基于电磁参数分析,结合Debye松弛理论和磁损耗理论,确定了NiMR-H气凝胶内同时存在的多重界面极化效应、传导损耗、自然共振、涡流损耗、交换共振效应等以及它们间的协同效应。并采用有限元分析、离轴电子全息技术证实了气凝胶孔道内交变电磁场引起的电磁耦合效应。结合介电-磁性多组分气凝胶**的阻抗匹配特性和电磁波在多孔结构内的多重反射散射效应,NiMR-H气凝胶表现出“强”而“宽”的吸波特性(图3)。 此外,源于水合肼蒸汽还原对气凝胶表面化学特性的改变、以及气凝胶的三维微纳孔结构,NiMR-H表现出疏水、隔热、阻燃等多功能性。同时,刚性Ni纳米链对MXene-石墨烯骨架的加强使气凝胶具有一定的强度和弹性。 提供各种石墨烯、钙钛矿、量子点、纳米颗粒、空穴传输材料、纳米晶、半导体聚合物、超分子材料、过渡金属配合物、化学试剂、化学原料药等一系列产品。现将石墨烯相关定制产品展示如下: 冠醚功能化氧化石墨烯 冠醚功能化咪唑离子液体 冠醚功能化氧化石墨烯复合材料 氧化石墨烯/硫杂杯芳烃复合材料 硫杂杯[4]芳烃修饰玻碳电极 石墨烯|碳化硅纳米线复合热界面材料 NiS2/CoS2多孔界面纳米线阵列 新型蛋清水凝胶定制 聚丙烯酰胺/氧化石墨烯/明胶/海藻酸钠(PAM/GO/Gel/SA,PGGS)复合水凝胶 石墨烯包覆的H2V3O8纳米线(NWs)复合材料 光交联聚乙烯醇/纳米晶纤维素PVA/CNC复合水凝胶 纤维素石墨烯杂化水凝胶 超薄金纳米线(AuNWs) 聚丙烯酰胺(PAM)交联剂 超长单晶V2O5纳米线|石墨烯复合材料 V2O5纳米线 KCdCl3纳米线 氮化硅α-Si3N4纳米线 ZnSe纳米线|ZnTe纳米线 CdSe纳米线 直径约为100 nm的CdTe纳米线/纳米管薄膜 基于GaAs纳米线侧壁InAs量子点 InAs纳米线表面生长覆盖InP包层 GaNZnO固溶体纳米线 CdSe/ZnSe纳米粒子和石墨烯纳米复合材料 Sb2S3纳米线-氧化石墨烯(GO)包覆的复合材料 微孔炭/聚苯胺纳米线(MC/PANI)复合材料 聚苯胺纳米线/还原氧化石墨烯(PANI/rGO)复合材料 二氧化锰纳米线表面生长聚苯胺PANi PANI纳米线/还原氧化石墨烯复合材料 TMEG表面生长的PANI纳米线(PANI/TMEG10%,长度为100 nm、直径为50 nm) 聚苯胺包覆改性硅纳米粒子 聚苯胺纳米线修饰的DNA 石墨烯-碳纳米管混杂复合材料 碳纳米管和石墨烯的改性复合材料 内部包裹金属纳米粒子的含氮碳纳米管 包裹型单层氧化石墨烯/碳纳米管复合物 石墨烯包覆的金纳米管 石墨烯包裹碳纳米管 石墨烯/碳纳米管框架包裹Fe 铟酞菁/氧化石墨烯高分子材料 石墨烯/铜酞菁纳米复合材料(GO/3-CuPc) 酞菁铜功能化四氧化三铁纳米材料(HBCuPc/Fe3O4) 酞菁铜/氟代苯基茈酰亚胺复合材料(CuPc-D24DFPP) 离子液体改性磁性纳米颗粒 四氧化三铁纳米颗粒负载的氧化石墨烯量子点复合材料Fe-GQDs 双硫腙修饰四氧化三铁(Fe2O4)纳米颗粒 导电聚碳酸亚丙酯(PPC)/多壁碳纳米管复合材料 钨酸铋/二氧化钛复合催化剂(TiO2/Bi2WO6) 二氧化钛纳米管阵列负载米诺环素(TiO2/MN) 茜素红改性石墨烯/二氧化钛杂化材料 Si基改性Ge薄膜 氧化石墨烯负载二氧化钛纳米颗粒 纳米银修饰二氧化钛纳米片阵列|Ag-TiO2 介孔二氧化硅包裹二氧化钛纳米颗粒|SiO2-TiO2 脂质体包裹二氧化钛量子点liposome-TiO2 硅酞菁修饰二氧化钛晶体(SiPcs/TiO2) 氯代磺化酞菁铟功能化石墨烯杂化材料 石墨烯/酞菁钴(GR/CoPc)复合材料 酞菁钴/纳米铁复合颗粒(CoPc/Fe) 酞菁钴-四氧化三铁纳米复合粒子(CoPc-Fe3O4) 金属磺化酞菁功能化石墨烯杂化材料 负载有ZIF-8颗粒的碳纳米管 二氧化硅包裹氧化铁Fe2O3@SiO2 MOF作为载体负载Pd纳米颗粒(NPs) 介孔结构的介孔金属有机框架/氧化石墨烯(GO@MOF-5) 酞菁铜修饰氧化锌复合材料 石墨烯表面包覆聚多巴胺纳米复合材料 氧化石墨烯/酞菁锌复合膜 酞菁锰-苯甲酸功能化石墨烯(BFG-MnTAPc)复合材料 三氟甲基磺酸聚离子液体PIL(TFSI)包覆的还原氧化石墨烯 氨基咪唑离子液体修饰石墨烯纳米片/聚乙烯复合材料 氨基金属酞菁功能化修饰氧化石墨烯 氯代磺化酞菁铁功能化石墨烯杂化材料 四磺酸基酞菁铁(FeTSPc)功能化石墨烯纳米层(GNs)复合物 酞菁铜功能化聚苯胺(PAnCuPc) 硅烯和石墨烯自旋半导体纳米带 石墨烯/蓝宝石新型外延衬底生长氮化铝(AlN)薄膜 离子液体(ILs)改性的还原型氧化石墨烯/聚苯胺复合材料(RGO/PANI) 氟化修饰的碳点材料 纳米金刚石/石墨烯复合材料 含有苯硼酸的聚合离子液体修饰的聚吡咯/氧化石墨烯复合材料 壳聚糖修饰的离子液体-石墨烯复合材料 金属卟啉功能化介孔氧化硅材料 二聚吲哚功能化卟啉染料 卟啉功能化量子点 卟啉功能化四氧化三钴Co3O4纳米粒子 铁卟啉功能化石墨烯晶体管 离子液体-石墨烯凝胶IL/rGA复合材料 离子液体和石墨量子点自组装混合基质膜(MMMs) 硫化锌固载四(4-羧基苯基)锰卟啉催化剂[MnTCPP/ZnS] 重氮盐功能化石墨烯/酞菁复合材料 CVD-钨掺杂M1相VO2单晶薄膜 CVD-镧锶锰氧铁磁薄膜-LaSrMnO3 CVD-钛酸钡铁电单晶薄膜- BaTiO3 温馨提示:供应的产品仅用于科研,不能用于其他用途