摘要
电磁波污染不仅会影响精密仪器的运行,还会在一定程度上危害人类健康,电磁波吸收材料(EWAM)能够有效降低电磁污染。而新的电磁环境对 EWAM提出了更高的要求,传统EWAM只追求强的吸收强度,这限制了其发展和应用。磁性材料和介电材料复合具有性能优势互补的效果,已成为EWAM研究和发展的重点方向。其中,铁酸锌(ZnFe2O4)具有高饱和磁化强度、化学性质稳定等特性,在EWAM领域中已被广泛研究。密度较低、比表面积较大的二维材料被广泛用作介电型EWAM的基底材料。然而,在制备二维材料/磁性EWAM过程中,多组分的引入步骤复杂、耗时耗能以及磁性纳米颗粒与基底(二维材料)之间相容性差、附着力弱仍然是亟待解决的关键问题。因此,简便而温和地制备磁/介电协同组分的高效 EWAM 至关重要。基于此,本文通过简便的自组装方法,结合磁/介电协同效应以及核壳异质结构的策略构建了三种典型的 ZnFe2O4基异质结构复合材料。主要内容及结果总结如下: (1)以碳化钛Ti3C2Tx(MXene)为基底,与铁酸锌@聚多巴胺(ZnFe2O4@PDA)核/壳材料经氢键自组装来构建ZnFe2O4@PDA/MXene核/壳/壳复合材料。得益于其形貌特征和磁介电协同效应优势,ZnFe2O4@PDA/MXene复合材料在石蜡中的填充量为50 wt.%时,反射损耗最小值(RLmin)为?53.0 dB,有效吸收带宽(EAB)为2.0 GHz,厚度仅为1.5 mm。 (2)以表面带负电的二硫化钼(MoS2)为基底,与经过pH调节后表面带正电的ZnFe2O4@PDA核/壳材料通过静电自组装来构建ZnFe2O4@PDA/MoS2核/壳/片状复合材料。得益于其良好的阻抗匹配和磁介电协同效应优势, ZnFe2O4@PDA/MoS2复合材料在石蜡中的填充量为70 wt.%,最佳RLmin为?57.3 dB,EAB为2.8 GHz,厚度为3.1 mm。 (3)以表面带负电的氧化石墨烯(GO)为基底,与表面带正电的ZnFe2O4@PDA 核/壳材料通过氢键和静电自组装后经水热反应来构建ZnFe2O4@PDA/还原氧化石墨烯(ZnFe2O4@PDA/rGO)核/壳/片状复合材料。ZnFe2O4@PDA/rGO复合材料表现出优良的电磁波吸收性能,这与异质形貌结构和磁介电协同效应的成功构建有关。其在石蜡中的填充量低至 10 wt.%,最佳RLmin为?44.9 dB,EAB为5.2 GHz,厚度为1.8 mm。