聚酰亚胺衍生多孔碳纳米片中的协同分子组装与阻抗匹配及其微波吸收性能研究
梁博, 赵禹一健, 王思雨, 黄诗涵, 周方科, 张传坤, 王越, 果小明
【物理化学学报】doi: 10.1016/j.actphy.2026.100285
本文提出了一种通过分子结构设计协同调控介电与磁损耗来制备高性能微波吸收材料的新策略。以同时含有羧基和苯并咪唑官能团的聚酰亚胺前驱体为关键组分,通过冰模板法结合原位离子交换,将Ni2+离子均匀引入聚合物骨架。经热酰亚胺化和碳化处理后,成功制备均匀负载Ni/NiO纳米颗粒的氮掺杂二维碳纳米片复合材料(BPCN@Ni/NiO)。相较于不含苯并咪唑结构的对照样品(NPCN@Ni/NiO),该材料展现出优异的微波吸收性能:最低反射损耗(RLmin)达−69.02 dB,有效吸收带宽(EAB)为8.92 GHz (8.28–17.2 GHz)。微观结构分析证实其具有三维互联纳米片结构、高度分散的Ni/NiO组分及均匀的元素分布。吸波性能的提升归因于苯并咪唑和羧基对Ni2+的协同络合作用,实现了镍组分的高效负载与均匀分散,从而优化了阻抗匹配。此外,独特的二维导电网络、丰富的C/Ni/NiO异质界面、缺陷诱导偶极极化以及Ni与NiO间的磁耦合共同构建了协同多重损耗机制,赋予材料优异的微波衰减能力。该工作为通过精准分子工程设计轻质、宽频、高效的碳基复合吸波材料提供了新思路。
关键词: 微波吸收, 苯并咪唑聚酰亚胺, 碳纳米片, 镍纳米颗粒, 异质界面
金属@碳纳米片异质界面的协同工程用于双功能电磁波吸收与电化学储能
魏祺, 仇亚茹, 杨腾飞, 蒋艺玲, 朱韶涵, 周杰, 刘聪聪, 侯文杰, 王越, 刘冬
【物理化学学报】doi: 10.1016/j.actphy.2026.100320
无线通信与电子设备的普及加剧了电磁波污染与高性能储能需求的双重挑战。为解决这些问题,我们开发了一种简易策略制备金属(铜或钴)修饰的软碳多孔纳米片复合材料,该材料具有原位分散金属纳米颗粒的多级孔纳米片结构。系统表征证实了晶态铜相和钴相在碳基体中的成功复合。其中SC-N/Co复合材料展现出卓越的多功能性能:作为电磁波吸收体时,在1.5 mm的薄层厚度下可实现-39.10 dB的强反射损耗与6.16 GHz的宽频带吸收;作为锂离子电池负极时,则表现出高可逆容量、优异倍率性能及在1.0 A g-1电流密度下循环1000次后仍保持~325 mA h g-1的长周期稳定性。这种卓越性能源于界面极化增强、阻抗匹配优化及电荷传输动力学改善等多重协同效应。本研究为设计兼具电磁波调控与高效储能双功能的碳-金属复合材料提供了新思路。
关键词: 电磁波吸收, 太赫兹技术, 高熵MXenes, 介电损耗

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