《Composites Science and Technology》：MOF-on-MOF-derived GC/Co@CNTs with multiscale heterostructures for enhanced microwave absorption
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经过热解后，构建了一种二维/一维/零维的碳-磁性异质结构。
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GC/Co@CNTs-800在2.00毫米波长下表现出6.04 GHz的电磁波吸收（EAB）。
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多尺度异质界面增强了电磁衰减性能。
引言
随着现代通信技术、电子信息设备和
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经过热解后，构建了一种二维/一维/零维的碳-磁性异质结构。
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GC/Co@CNTs-800在2.00毫米波长下表现出6.04 GHz的电磁波吸收（EAB）。
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多尺度异质界面增强了电磁衰减性能。
引言
随着现代通信技术、电子信息设备和无线系统的快速发展，电磁污染问题日益突出[1][2][3][4]。一方面，复杂的电磁环境会干扰电子设备的稳定运行，降低信息传输系统的可靠性[5][6]；另一方面，高性能电磁波吸收材料（EWAMs）在军事隐身、电磁防护和信息安全方面具有重要意义[7][8][9]。因此，新型EWAMs的研发已成为民用防护和国防应用领域的重要研究方向[10][11]。
金属有机框架（MOFs）由于其可设计的金属节点、可调的有机配体、丰富的孔结构以及优异的结构可调性，被视为构建高性能EWAMs的理想前体[12]。热解后，MOF衍生物材料通常可以在一定程度上继承母体框架的形态特征，并能原位生成金属纳米颗粒、掺杂杂原子的碳骨架以及丰富的异质界面[13]。这些结构特性为传导损耗、偶极/界面极化损耗和磁损耗提供了有利条件[14]。除了成分调控外，MOF衍生物的微观形态对其微波吸收行为也起着决定性作用。迄今为止，具有球形[15][16]、立方体[3][17][18]、棒状[2][19]等多种特殊形态的MOF衍生物[20][21][22]均展示了良好的微波吸收性能。其中，二维片状结构具有较大的长宽比、较薄的传输厚度以及丰富的表面活性位点[23][24][25]，这些特性有利于促进多次散射和界面极化，同时在一定程度上改善了阻抗匹配[26][27]。然而，单一的MOF衍生物架构在同时整合多种损耗机制和实现最佳阻抗匹配方面仍存在局限性[28]。因此，合理设计多尺度异质结构至关重要。
为了解决这一问题，本研究提出了一种基于MOF-on-MOF的多尺度协同策略，整合了二维、一维和零维结构。具体而言，使用沸石咪唑框架纳米片（ZIF-L）作为核心框架，并在其表面原位生长钴-2-甲基咪唑（ZIF-67），构建了ZIF-L@ZIF-67前体。二维的ZIF-L提供了具有较大长宽比的稳定片状支架。同时，ZIF-67的引入不仅提供了钴源，还促进了热解过程中石墨化碳的形成并催化了一维碳纳米管的原位生长。高温热解后，前体转化为石墨化碳/钴纳米颗粒@碳纳米管（GC/Co@CNTs），该复合材料由二维石墨化碳（GC）、一维碳纳米管（CNTs）和零维钴纳米颗粒组成。通过调节热解温度，阐明了控制阻抗匹配和电磁衰减的潜在机制。这些发现为高性能MOF衍生物EWAMs的可控制备和结构设计提供了新的见解。
部分摘要
材料
Zn(NO3)2·6H2O（99%）、Co(NO3)2·6H2O（99%）和2-甲基咪唑（MeIm，98%）购自Aladdin（中国上海）。甲醇（≥99.5%）和乙醇（≥99.7%）购自Macklin（中国上海）。所有化学品均按原样使用，无需进一步纯化。
ZIF-L前体的制备
在典型的制备过程中[29]，将2.975克Zn(NO3)2·6H2O溶解在200毫升去离子水中，然后迅速倒入另一含有4.926克2-甲基咪唑的水溶液中。混合物被剧烈搅拌……
结果与讨论
图1展示了GC/Co@CNTs复合材料的合成路线及其制备过程中的形态演变。通过将ZIF-67原位生长在ZIF-L表面，构建了MOF-on-MOF前体。随后，在N2气氛下对前体进行热解，生成了钴纳米颗粒，从而原位催化了碳纳米管的生长（见图1a）。图1（b, b1）中的SEM图像显示了平坦、清晰的二维结构……
结论
总之，通过调节热解温度，成功从ZIF-L@ZIF-67 MOF-on-MOF前体制备出了由二维石墨化碳、一维碳纳米管和零维钴纳米颗粒组成的GC/Co@CNTs复合材料。这种多组分复合材料得益于多尺度协同的MOF-on-MOF策略，表现出良好的阻抗匹配性和高电磁波吸收效率。GC/Co@CNTs-700在3.00毫米波长下的最小反射损耗（RLmin）达到了?68.8 dB。值得注意的是……
作者贡献声明
李英：验证、监督。康晓：项目管理、方法论设计。黄一星：撰写与审稿、监督、软件开发、资金申请、概念构思。马涛：撰写与审稿、可视化处理、监督、实验研究。张英：资源调配、项目管理、实验研究、概念构思。彭海阳：初稿撰写、软件开发、方法论设计、概念构思。
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
本工作得到了国家自然科学基金（资助编号：12402177）的财政支持。
