浙江大学高超教授课题组开发出一种优异的微波吸收材料:多孔石墨烯微米花

浙江大学高超教授课题组通过石墨烯材料的微结构的设计来优化其微波吸附性能。此研究工作利用3D多孔褶曲的石墨烯结构构建3D导电网络,同时实现对微波的多重反射损耗。

近日,浙江大学高超教授课题组发表了题为“Porous Graphene Microflowers for High-Performance Microwave Absorption”的研究文章,提出了一种新的提高石墨烯吸附性能的思路,即通过石墨烯材料的微结构的设计来优化其微波吸附性能。此研究工作利用3D多孔褶曲的石墨烯结构构建3D导电网络,同时实现对微波的多重反射损耗。

采用了喷射干燥(氧化石墨烯)-化学预还原-退火还原三步法制备了3D结构的石墨烯微米花,比表面积高达230 m2/g,而密度只有40–50 mg/cm3。微波吸附测试结果研究发现其有效吸收带宽达到5.59 GHz,最低反射损耗为-42.9 dB,性能指标优于纯石墨烯和目前文献报道的大部分石墨烯基材料。

此外,还具有低填充量(~10%)、廉价、超低密度等特性,具有较强的实际应用前景。该研究提供了一条通过结构设计来调控微波吸附材料性能的新思路。

浙江大学高超教授课题组开发出一种优异的微波吸收材料:多孔石墨烯微米花

图1 a)石墨烯微米花(Gmfs)的形成过程示意图。b,c) Gmfs的SEM图。图片为20 mL瓶中0.4g Gmfs粉末的数字图像。d,e)单个Gmfs的TEM图像。

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图2 a)Gmfs的N2吸附/脱附曲线。内插图片是计算的孔径分布。b)商品化石墨烯(CG)的N2吸附/脱附曲线。内插图片是计算的孔径分布。c)Gmfs和CG的拉曼光谱。d)Gmfs的XRD图。

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图3 a,b)具有不同填料含量的Gmfs /石蜡复合材料的介电常数的实部和虚部。c,d)具有不同填料含量的CG /石蜡复合材料的介电常数的实部和虚部。

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图4  a)不同厚度的10wt%Gmfs /石蜡复合物的反射损耗。b)不同厚度的8wt%CG /石蜡复合物的反射损失。c)不同填料含量下的Gmfs /石蜡和CG /石蜡的EABs。d)比较最大| RL |和研究中报道的Gmf/石蜡和CG /石蜡的EAB。

浙江大学高超教授课题组开发出一种优异的微波吸收材料:多孔石墨烯微米花

图5 a)不同填料含量的Gmfs /石蜡的正切损耗。 b)不同填料含量的CG /石蜡的正切损耗。c)在13,15和18GHz下10wt%Gmfs /石蜡和8wt%CG /石蜡的实部和虚部。 彩色圆圈代表ε’和ε“的合理范围,使RL在相应频率下低于-10 dB。d)Gmfs的微波吸收(MA)机制示意图。

文章发表于 Nano-Micro Letters 期刊 2018 年第 10 卷第 2 期。

论文链接:https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs40820-017-0179-8

本文来自Nano-Micro Letters,本文观点不代表石墨烯网立场,转载请联系原作者。

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