兰州理工大学杜雪岩教授、徐文涛同学《合金化合物》：
NiCo-ZnO@NPC复合材料的制备及吸波性能研究
【研究背景】
随着电子通信技术的飞速发展，电磁干扰与污染的抑制已成为一个重要的研究课题。然而，传统的微波吸收材料面临着基本的限制，包括窄带衰减机制和次优阻抗匹配特性，这些共同限制了它们的能量耗散效率。因此，追求高性能吸波材料已成为一个关键的研究领域。
【研究亮点】
1.采用MOF衍生法制备了一种新型的含锌、镍、钴的轻质吸磁材料。
2.采用一步法制备了多孔碳涂层的NiCo合金和ZnO。
3.NiCo-ZnO@NPC复合材料的RLmin为-60.4 dB，有效吸收带宽为4.1 GHz。
4.本研究为设计基于mofs的微波吸收材料提供了一种新的途径。
【制备流程】
(1)前驱体ZnNiCo-MOF-74的制备:
采用溶剂热法制备ZnNiCo-MOF-74。在60 mL的N,N-二甲基甲酰胺中加入0.1285 g的2,5-二羟基对苯二甲酸，及4 mL的去离子水和15 mL无水乙醇，超声10 min，溶解后分别加入0.313 g的六水合硝酸镍和六水合硝酸钴，再超声溶解5 min；充分溶解后加入一定量的六水合硝酸锌。超声15 min后，将溶液转入聚四氟乙烯反应釜后置于电热恒温箱中控制反应的温度，以5 ℃/min的加热速率加热到100 ℃并保温24 h后自然冷却至室温；反应产物用N,N-二甲基甲酰胺清洗24 h，每12 h更换一次溶剂；再用无水甲醇进行置换48 h，每12 h更换一次溶剂；过滤后置于真空干燥箱在170 ℃条件下干燥12 h，得到ZnNiCo-MOF-74粉末。Zn2+的添加量分别为样品质量分数的1%、3%、5%、7%和10%，对应标记为ZnNiCo-MOF-74-n，其中n=1、3、5、7、10。
(2)吸波材料NiCo-ZnO@NPC的制备
将ZnNiCo-MOF-74置于管式炉中，在Ar气氛中以5 ℃/min的速率加热至700 ℃并保温2 h，碳化后的复合材料分别记为NiCo-ZnO@NPC-1、NiCo-ZnO@NPC-3、NiCo-ZnO@NPC-5、NiCo-ZnO@NPC-7和NiCo-ZnO@NPC-10。
机理图
【结论】
在本研究中，利用mof的可调性和独特的结构特性，采用溶剂热法合成了三金属NiCoZn-MOF-74材料。通过高温碳化法制备了具有多孔碳包裹结构的NiCo-ZnO@NPC复合材料。与传统的镍钴基磁吸波材料相比，NiCo-ZnO@NPC复合材料保持了MOFs固有的多孔结构。此外，通过调整ZnO的掺杂水平，可以对复合材料的电磁性能进行微调，优化阻抗匹配，提高介电性能。此外，由于Ni/Co磁性金属的存在以及ZnO和多孔碳结构等成分之间的协同作用，NiCo-ZnO@NPC复合材料最终表现出优异的波吸收性能（RLmin= -60.4 dB）。因此，本研究为解决mof基材料的阻抗失配和介电性能问题提供了新的思路，为设计简单有效的mof基微波吸收材料提供了新的途径。
【论文链接】
https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2025.181605
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