PNSMI 热点 | 还原氧化石墨烯包裹3D超薄CoS2纳米片

研究背景

CoS2是一种半导体材料，在电子器件、锂离子电池和太阳能电池中的应用备受关注。具有三维纳米结构的CoS2材料的电磁吸收性能尚未得到充分开发。另一方面，石墨烯作为一种新型单层或多层碳材料，在电子波吸收材料中有着特殊的应用。

本研究采用一种简单有效的溶剂热法合成了具有层次化结构的特殊3D超薄纳米片CoS2，并包覆了还原性氧化石墨烯。研究了其在2 ~ 18 GHz频率范围内的电磁波特性。

研究方法

本研究采用简易溶剂热法制备3d超薄CoS2纳米片，并加入不同浓度的氧化石墨烯，得到CoS2/RGO纳米复合材料。

采用场发射扫描电镜观察了样品的形貌，电磁参数(介电常数和磁导率)由AV3618网络分析仪在2-18 GHz频率范围内采用同轴法测量。

实验结果解析

图1. SEM和TEM表征。

图3. 为了评估所得产物的电子波吸收性能，分别测量了原始RGO、纯CoS2和CoS2/RGO石蜡复合材料的相对复介电常数和复渗透率的实部(ε′，μ′)和虚部(ε′，μ′).

RGO是介电的，在CoS2/RGO中有额外的界面，因此表面存在更多的极化电荷。界面极化是造成介质损耗的主要原因。如图所示，介质损耗大于磁损耗。因此，影响CoS2/RGO电磁吸收性能的主要因素是介电损耗。

图7. 通过同轴反射/透射法计算微波吸收涂层的反射率。

CoS2/RGO复合材料比RGO和纯CoS2单一材料有更好的微波吸收性能。

实验总结与结论

本研究采用两步溶剂热法合成了具有三维超薄纳米片结构的新型CoS2/RGO复合材料，通过改变氧化石墨烯的浓度制备了CoS2/RGO复合材料。结果表明，特殊纳米结构的CoS2对CoS2/RGO的介电常数有很大贡献。当CoS2/RGO复合材料在石蜡中的负载量为20 wt.%时， ε′和ε′均高于个体RGO或CoS2。因此，由于具有较强的介电损耗能力，CoS2/RGO表现出优异的微波吸收性能。

具有3d超薄纳米片结构的CoS2/RGO复合材料具有强吸收、宽带宽和轻重量的优点，是先进微波吸收剂的理想候选材料。

原文链接

https://doi.org/10.1016/j.pnsc.2022.01.006

具有增强微波吸收的还原氧化石墨烯包裹3D超薄CoS2纳米片

Reduced graphene oxide wrapped 3D-ultrathin CoS2 nanoflakesas an absorbing material with enhanced microwave absorption