花状CeO2-ZnO/Ti3C2Tx衍生纳米结构的合成与高性能微波吸收特性研究

为解决电磁污染对健康和军事安全的威胁，研究人员通过稀土元素Ce掺杂ZIF-8/Ti3C2Tx复合材料，经高温热解制备出花状CeO2-ZnO/Ti3C2Tx衍生材料。当Ce摩尔含量为4%时，样品CZT-600-2展现出最优微波吸收性能：最小反射损耗（RLmin）达-44.80 dB（1.2 mm厚度），有效吸收带宽（EAB）达3.81 GHz（1.3 mm厚度）。该研究为开发“薄、轻、宽、强”特性的新型吸波材料提供了新思路。

　　

在电子设备普及和军事隐身技术竞争日益激烈的今天，电磁波（EMW）污染已成为威胁人类健康和国防安全的重要问题。传统吸波材料往往面临“厚、重、窄、弱”的瓶颈，而二维材料MXene Ti₃C₂T_x虽具有高导电性，却因阻抗失配导致性能受限。为此，国内研究人员通过创新性的材料设计，将稀土元素Ce引入ZIF-8/Ti₃C₂T_x体系，成功开发出兼具结构优势与功能特性的新型复合材料，相关成果发表在《Journal of Alloys and Compounds》上。

研究团队采用三步关键技术：首先通过LiF/HCl溶液蚀刻MAX相Ti₃AlC₂制备少层Ti₃C₂T_x；随后采用原位生长法合成不同Ce掺杂量的Ce-ZIF-8/Ti₃C₂T_x前驱体；最后通过600℃高温热解获得花状CeO₂-ZnO/Ti₃C₂T_x衍生材料。

Results and discussion部分揭示：XRD分析证实材料成功保留了Ti₃C₂T_x的（002）晶面特征峰，而Ce掺杂促使ZnO由多孔结构转变为纳米花形貌。电磁参数测试显示，4% Ce掺杂样品（CZT-600-2）的介电常数实部（ε'）和虚部（ε"）达到最佳平衡，通过多重极化效应和导电损耗协同作用实现优异的阻抗匹配。值得注意的是，该材料在1.2 mm超薄厚度下即实现-44.80 dB的RL_min值，较未掺杂样品性能提升30.6%。

Conclusions部分强调：Ce元素独特的4f电子层结构不仅调控了材料形貌，更通过缺陷工程增强了界面极化损耗。该研究首次证实稀土掺杂可同步解决MXene基材料的阻抗失配与带宽受限问题，为实现“薄如纸、轻如羽、宽频带、强吸收”的下一代吸波材料提供了普适性策略。正如通讯作者Chunpeng Chai所述，这种“纳米花锚定二维片”的异质结构设计思路，可延伸至其他稀土-过渡金属氧化物体系，在军民两用领域具有广阔应用前景。