【复合信息】采用甘蔗渣制备的多孔碳复合材料，为电磁波吸收领域带来创新

01-03 10:31

1选题背景

伴随着电子信息技术的飞速发展，电磁波（EMW）随着应用的日益普及，其干扰信号和辐射污染问题日益突出。这种污染不仅影响电气设备的正常运行，而且对人体健康构成威胁。所以，迫切需要开发高效的电磁波吸收材料。传统的电磁波吸收材料往往存在成本高、重量大、不可持续等问题。近几年来，基于生物质的碳材料因其成本低、重量轻、可持续性而受到广泛关注。以甘蔗渣为原料的多孔碳在这些材料中（BPC）它被认为是一种有前途的电磁波吸收材料，因为它具有优异的化学和电化学稳定性。但是，由于介质损耗与磁消耗之间的不匹配，单个BPC的微波吸收性能较差。为了实现更有效的电磁波吸收，研究人员开始探索BPC与其它具有介电或磁消耗特性的材料的复合。

2成果简介

在这项研究中，研究人员利用甘蔗渣作为一种天然废物，通过高温碳化和活性过程，制备了基于甘蔗渣的多孔碳。（BPC），多孔花状MoS2/BPC复合材料是通过水热法进一步制备的。研究表明，当水的热温是220时。°C，MoS2/BPC样品(命名为MoS2//BPC样品)是在24小时内获得的。BPC-220°C）最小反射损耗值显示在8.96GHz。（RL）为-41.6dB，并且在相对较薄的1.5mm厚度下显示出有效的微波吸收带宽（EAB）4.32GHz。该结果为新型生物质衍化多孔碳提供了一种具有“薄厚、强宽带、强吸收”特点的电磁波吸收方法。

3图文导读

图1：展示了花状MoS2/BPC-220°C复合材料的制备工艺。

图2：N2吸附-脱附等温线和孔径分布显示了BPC样品在不同活性温度下制备的N2吸附-脱附等温线和孔径分布，以及MoS2/BPC-220°N2吸附-脱附等温线及C复合材料孔径分布。

图3：扫描电子显微镜，显示不同温度和比例下制备的MoS2/BPC复合材料。（SEM）图像，MoS2//BPC-220°EDS元素投影图像C。

图4：BPC展示、MoS2/BPC-220°在不同的水热温度下，C和MoS2的拉曼光谱BPC-220°C的放大图像。

图5：MoS2//BPC-220°XPSC全谱，C全谱， 1s、Mo 3d和S XPS谱图2p高分辨率。

图6：BPC展示、MoS2和MoS2/BPC-220°反射损耗及复杂介电常数。

图7：MoS2//不同比例展示BPC-220°复合材料样品二维反射损耗图。

4总结

本研究成功利用天然废弃甘蔗渣制备了多孔碳复合材料，不但降低了成本，而且促进了资源的回收利用。MoS2//采用水热法制备。BPC-220°C复合材料在电磁波吸收领域表现出色，其宽带和高效电磁波吸收在较薄的厚度下完成。这一成果不仅为生物质衍化材料的研究与开发提供了新的思路，也为电磁波吸收材料的设计与制备提供了重要参考。研究人员希望这种方法能够普及到花生壳、玉米芯或荔枝壳等其他生物质材料，以优化碳理论的输入阻抗，为先进介电电磁波吸收器的发展创造新的机遇。

文章来源：材料进展研究

文章链接：https://link.springer.com/article/10.1007/s42823-024-00832-z

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