成果简介
生物质衍生碳材料是一种理想的轻质且可持续的电磁波（EMW）吸收材料，具有可调节的介电性能，这是其最大的优势之一。然而，如何综合控制其复合介电常数以实现强微波吸收（MA）、宽有效吸收带宽（EAB）、轻质和薄厚度仍然具有挑战性。本文，淮北师范大学Zhenguo Fang、Qiangchun Liu、Xiangkai Kong等研究人员在《Carbon》期刊发表名为“Ultralight N-doped platanus acerifolia biomass carbon microtubes/RGO composite aerogel with enhanced mechanical properties and high-performance microwave absorption”的论文，研究废法国梧桐树果实衍生的生物质微管为基底，通过掺杂杂原子和混合高导电材料来调节生物质碳材料的传导和极化损耗并实现强微波吸收的有效方法，设计了具有三维多级多孔网络结构的N-BCMT/RGO气凝胶。
BCMT 和 RGO 的紧密结合使 N-BCMT/RGO 气凝胶表现出增强的机械性能。特殊的多级孔结构让N-BCMT/RGO表现出良好的阻抗匹配和超低密度（0.0121 g/cm3），它还表现出 8.36 GHz 的超宽 EAB 和 -55.45 dB 的最小反射损耗（RL min），在 2 wt% 的超低填料负载下。这为实现新型轻质高性能微波吸收剂开辟了道路，所提出的生物质-碳材料复合介电常数综合控制策略为激活无金属碳基吸收剂的MA行为提供了新思路.
图文导读
方案1。三维 N-BCMT/RGO 多孔气凝胶的合成路线示意图。
图1。(a) BCMT、(b) RGO、(c) BCMT/RGO 和 (d) N-BCMT/RGO样品的SEM图像。(e) N-BCMT/RGO的 SEM 图像和EDS映射。(f) RGO、BCMT/RGO和N-BCMT/RGO的尺寸比较。(g) N-BCMT/RGO气凝胶放在小黄花花瓣上的照片。(h) RGO、(i) BCMT/RGO 和 (j) N-BCMT/RGO
图2、(a) XPS图示；(b) RGO、(c) BCMT/RGO 和 (d) N-BCMT/RGO 的 C 1；(e) N-BCMT/RGO 的 N 个 1。(f) FTIR 光谱、(g) 拉曼光谱和 (h) 所示样品的 XRD 图案。
图3。RL 对复合材料 (a, d, g) RGO、(b, e, h) BCMT/RGO 和 (c, f, i) N-BCMT/RGO 的频率依赖性。
图4、微波吸收性能对比分析
图5、N-BCMT/RGO 的 EMW 吸收机制示意图。
小结
综上所述，掺杂杂原子和混合导电材料的策略成功地调控了废法国梧桐树果实衍生的生物质微管的传导和极化损耗。合成了具有三维多级孔网络结构的N-BCMT/RGO气凝胶。一种有用且有效的综合调控生物质衍生碳材料性能的方法为实现光和无金属碳基吸收剂的高效微波吸收提供了新的策略。
文献：https://doi.org/10.1016/j.carbon.2022.10.011
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