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安徽理工大学在石墨烯基三维轻质吸波材料研究中取得重要进展

近日,安徽理工大学化学工程学院疏瑞文教授课题组在石墨烯基三维轻质吸波材料研究中取得重要进展,在国际化学领域著名学术期刊Journal of Colloid and Interface Science(IF =7.489,JCR Q1,中科院一区,Top期刊)上发表了题为《Synthesis of ultralight three-dimensional nitrogen-doped reduced graphene oxide/multi-walled carbon nanotubes/zinc ferrite composite aerogel for highly efficient electromagnetic wave absorption》的研究论文。

安徽理工大学在石墨烯基三维轻质吸波材料研究中取得重要进展

氮掺杂石墨烯/多壁碳纳米管/锌铁氧体复合气凝胶的合成工艺及性能机理图

开发轻质、宽频带、强吸收和薄厚度的新型吸波材料是解决电磁辐射污染的有效途径。该研究通过溶剂热、水热两步反应,结合冷冻干燥技术合成出氮掺杂石墨烯/多壁碳纳米管/锌铁氧体(NRGO/MWCNTs/ZnFe2O4)三元磁性复合气凝胶。研究发现:复合导电MWCNTs与磁性ZnFe2O4微球可以有效提升NRGO气凝胶的吸波性能;获得的三元复合气凝胶具有极低的密度(0.0144g·cm-3)和综合优异的吸波性能,当填料含量为10wt%、匹配厚度为1.7mm时,最小反射损耗达-52.6dB(99.999%吸收),比反射损耗高达-30.9dB/mm;匹配厚度为1.65mm时,有效吸收带宽为5.1GHz(12.7~17.8GHz)。该复合气凝胶优异的吸波性能主要归因于独特的三维网状多孔结构、良好的阻抗匹配、增强的极化损耗(偶极极化、界面极化等)、磁共振损耗和传导损耗。该研究为碳基轻质高性能吸波材料的设计开发提供了新思路。

安徽理工大学为该论文的第一完成单位,化学工程学院2020级硕士研究生李宁宁为论文的第一作者,疏瑞文教授为论文的通讯作者。该研究工作得到了安徽省杰出青年科学基金、安徽省教育厅自然科学研究重点项目、中国博士后科学基金面上项目、安徽理工大学环境友好材料与职业健康研究院(芜湖)研发专项基金等项目的资助。

(撰稿、核稿:化工学院 钱元、刘锋 编辑、审稿:宣传部 陈荣荣、施培松)

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