碱化剪切效应构筑蜂窝状MXene/MOFs复合材料及其卓越微波吸收性能

针对MXene基吸波材料介电常数高、层间范德华力强导致的电磁波(EMW)吸收性能受限问题，研究人员通过碱性溶液(NH3·H2O/KOH)诱导MXene发生化学剪切效应，构建蜂窝状单层微结构，并复合ZIF-67衍生碳材料制备MXene/CNTs/Co(NMCC-70)复合材料。该材料展现出-66.5 dB的最小反射损耗(RLmin)和4.5 GHz的有效吸收带宽(EAB)，为高性能电磁屏蔽材料设计提供新思路。

　　

随着5G通信和物联网技术的迅猛发展，电磁污染已成为威胁精密电子设备安全和人体健康的重要问题。传统电磁波(EMW)吸收材料面临吸收频带窄、损耗机制单一等挑战，而二维材料MXene因其独特的层状结构和表面官能团可调性被视为理想候选材料。然而，MXene固有的高介电常数和强层间范德华力严重制约其实际应用性能。陕西科技大学的研究团队创新性地提出通过碱化剪切和金属有机框架(MOFs)复合策略协同优化MXene的电磁参数，相关成果发表在《Journal of Alloys and Compounds》。

研究采用液相沉积和热处理技术，关键方法包括：(1)采用NH₃·H₂O/KOH碱化处理Ti₃AlC₂衍生MXene诱导剪切效应；(2)通过Co²⁺与2-甲基咪唑配位在MXene表面原位生长ZIF-67；(3)高温热解制备具有磁性钴纳米颗粒和碳纳米管(CNTs)的多维导电网络复合材料。

Results and discussion部分揭示：XRD分析显示碱化处理使MXene(002)晶面从8.9°偏移至7.1°，证实K⁺/NH₄⁺插层扩大层间距。SEM显示NH₃·H₂O处理形成均匀蜂窝状孔洞结构，比表面积提升至217.6 m²/g。电磁参数测试表明NMCC-70复合材料兼具优异介电损耗(tanδ_ε=0.52)和磁损耗(tanδ_μ=0.38)，阻抗匹配特性显著优于原始MXene。

Conclusions部分强调：NH₃·H₂O碱化处理的NMCC-70在1.4 mm厚度下实现-66.5 dB的RL_min值，其性能提升源于三方面：(1)蜂窝结构增强电磁波多次反射；(2)ZIF-67衍生Co/CNTs构建磁-介电协同损耗网络；(3)碱化置换-F为-OH官能团优化极化损耗。该研究为设计轻量化、强吸收的电磁防护材料提供新范式，对解决军事隐身和电子设备电磁兼容问题具有重要应用价值。