微波辅助快速合成高性能电磁波吸收材料NiCo2 O4 的突破性研究

针对传统NiCo2 O4 合成方法效率低、污染重的问题，研究人员首次提出微波辅助快速合成策略，将前驱体制备时间缩短至90秒，并优化金属盐与共溶剂类型，获得最佳电磁波吸收性能（EAB 6.24 GHz，RLmin -40.40 dB）。该研究为高性能吸波材料的绿色规模化生产提供了新思路。

　　

随着电子信息技术的飞速发展，电磁污染已成为威胁人类健康和仪器正常运行的隐形杀手。开发高性能电磁波（EMW）吸收材料迫在眉睫。NiCo₂
O₄
铁氧体因其优异的极化损耗和化学稳定性被视为理想候选材料，但传统合成方法如水热法、溶胶-凝胶法和共沉淀法存在耗时长（3-42小时）、能耗高、污染重等瓶颈，严重制约其规模化应用。

为解决这一难题，陕西某高校的研究团队创新性地提出微波辅助快速合成法，首次在90秒内完成前驱体制备，并通过优化金属盐（醋酸盐）和共溶剂（乙醇）组合，成功制备出具有卓越电磁波吸收性能的NiCo₂
O₄
材料（代号A-Et）。该材料在1.9毫米厚度下实现6.24 GHz的有效吸收带宽（EAB），并在5.24 GHz频率处达到-40.40 dB的最小反射损耗（RL_min
）。研究证实氧空位和晶格缺陷是主导其电磁波损耗机制的关键因素。这项发表于《Journal of Magnetism and Magnetic Materials》的成果，为高性能吸波材料的绿色高效合成提供了全新范式。

关键技术方法包括：1）微波辅助快速反应系统（90秒完成前驱体制备）；2）金属盐类型（醋酸盐/硝酸盐）与共溶剂（乙醇/乙二醇）组合优化；3）通过X射线衍射（XRD）和X射线光电子能谱（XPS）表征材料晶体结构与氧空位浓度；4）矢量网络分析仪测试电磁参数并计算吸收性能。

Sample preparation
研究采用摩尔比1:2:6的镍盐、钴盐与NaOH，在乙醇中共混后微波辐照90秒。通过对比醋酸盐/硝酸盐与乙醇/乙二醇组合，发现醋酸盐-乙醇（A-Et）体系性能最优。

Results and discussion
微波加热通过偶极极化和离子传导机制实现快速升温。A-Et样品展现出多孔纳米片结构，XPS证实其存在高浓度氧空位。电磁参数分析表明，A-Et的介电损耗和磁损耗协同作用，氧空位通过增强偶极极化提升介电损耗，而晶格缺陷促进界面极化。

Conclusion
该研究突破性地将NiCo₂
O₄
前驱体制备时间从传统方法的数小时缩短至90秒，且无废液排放。A-Et样品6.24 GHz的EAB覆盖Ku波段（12-18 GHz），-40.40 dB的RL_min
意味着可吸收99.99%的入射电磁波。这项技术为铁氧体吸波材料的工业化生产开辟了绿色高效新路径，对解决5G时代电磁污染问题具有重要意义。

研究同时指出，未来可通过调控微波参数进一步优化材料微观结构，并探索该方法在其他尖晶石型铁氧体合成中的普适性。国家自然科学基金（52362024、22004106）和陕西省高校优秀青年人才支持计划（202120006）为本研究提供了资助。