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物理化学学报  2017, Vol. 33 Issue (8): 1715-1720    DOI: 10.3866/PKU.WHXB201704174
论文     
基于核壳结构Co3Fe7@C的高效微波吸收材料
力国民1,朱保顺1,梁丽萍1,田玉明1,*(),吕宝亮2,王连成2,*()
1 太原科技大学材料科学与工程学院,太原030024
2 中国科学院山西煤炭化学研究所,炭材料重点实验室,太原030001
Core-Shell Co3Fe7@C Composite as Efficient Microwave Absorbent
Guo-Min LI1,Bao-Shun ZHU1,Li-Ping LIANG1,Yu-Ming TIAN1,*(),Bao-Liang LÜ2,Lian-Cheng WANG2,*()
1 School of Materials Science and Engineering, Taiyuan University of Science and Technology, Taiyuan 030024, P. R. China
2 Key Laboratory of Carbon Materials, Institute of Coal Chemistry, Chinese Academy of Sciences, Taiyuan 030001, P. R. China
 全文: PDF(1992 KB)   HTML 输出: BibTeX | EndNote (RIS) | Supporting Info
摘要:

为了降低吸波剂Co3Fe7的密度,本文采用原位聚合Fe3+-Co2+/碳前驱体及高温碳化制备得到Co3Fe7@C复合微波吸收材料。X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)测试结果表明Co3Fe7颗粒被石墨碳层包覆形成核壳结构,复合物的比表面积和表观密度分别为358.5 m2·g-1、2.25 g·cm-3。核壳结构Co3Fe7@C复合物显示出优异的微波吸收性能,当涂层厚度为2 mm时,其最低反射损耗(RL)达到最低值-43.5 dB,对应的有效带宽为4.1 GHz,归因于复合物有效的阻抗匹配特性及多重界面极化效应。由于低密度及优异的微波吸收性能,Co3Fe7@C复合物有望作为一种潜在的轻质、高效微波吸收材料。

关键词: 核壳结构复合物轻质微波吸收    
Abstract:

To reduce the density of the absorbent Co3Fe7, a core-shell Co3Fe7@C microwave absorbent was synthesized by preparing an iron/cobalt-containing carbon precursor followed by high-temperature carbonization. According to the X-ray diffraction (XRD) and transmission electron microscopy (TEM) results, Co3Fe7 particles were coated with graphitized carbon layers to form a core-shell structure. Furthermore, the Co3Fe7@C composite with a surface area and density of 358.5 m2·g-1 and 2.25 g·cm-3, respectively, exhibited excellent microwave absorbability. A minimum reflection loss (RL) of -43.5 dB and an effective bandwidth (RL below -10 dB) of 4.1 GHz were obtained at the coating thickness of 2 mm, which could be mainly attributed to the effective impedance match and multiple interfacial polarizations. Owing to the low density and remarkable microwave absorption, we believe that the Co3Fe7@C composite can be a promising candidate for use as a lightweight and efficient microwave absorbent.

Key words: Core-shell structure    Composite    Lightweight    Microwave absorption
收稿日期: 2016-12-06 出版日期: 2017-04-17
中图分类号:  O64  
基金资助: 太原科技大学博士科研启动基金(20152030)
通讯作者: 田玉明,王连成     E-mail: tym1654@126.com;wanglc@sxicc.ac.cn
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力国民
朱保顺
梁丽萍
田玉明
吕宝亮
王连成

引用本文:

力国民,朱保顺,梁丽萍,田玉明,吕宝亮,王连成. 基于核壳结构Co3Fe7@C的高效微波吸收材料[J]. 物理化学学报, 2017, 33(8): 1715-1720.

Guo-Min LI,Bao-Shun ZHU,Li-Ping LIANG,Yu-Ming TIAN,Bao-Liang LÜ,Lian-Cheng WANG. Core-Shell Co3Fe7@C Composite as Efficient Microwave Absorbent. Acta Physico-Chimica Sinca, 2017, 33(8): 1715-1720.

链接本文:

http://www.whxb.pku.edu.cn/CN/10.3866/PKU.WHXB201704174        http://www.whxb.pku.edu.cn/CN/Y2017/V33/I8/1715

Fig 1  X-ray diffraction patterns of core-shell Co3Fe7@C composite.
Fig 2  Normal Raman spectra of core-shell Co3Fe7@C composite.
Fig 3  TEM images of core-shell Co3Fe7@C composite.
Fig 4  Microwave RL curves of (a) core-shell Co3Fe7@C composite and (b) pristine carbon.
SampleFilling rate/% (w)Effective bandwidth/GHzCoating thickness/mmRef.
FeCo-CF303.91.322
CoNi-C504.12.523
Fe2O3-MWNTs/PBO303.23.024
Co3O4@C@PGC503.92.111
Fe2O3@CoFe2O4505.02.025
CoFe2O4-Co3Fe7675.21.326
FeCo-CFs203.11.327
Co3Fe7@C154.12this work
Table 1  Microwave absorption of some reported absorbents.
Fig 5  Frequency dependence of (a) relative complex permittivity and (b) permeability of core-shell. Co3Fe7@C composite
Fig 6  Values of μ''(μ')?2f?1 of core-shell Co3Fe7@C composite versus frequency.
Fig 7  Frequency dependence of the loss tangent of core-shell Co3Fe7@C composite.
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