成果简介
生物质衍生的多孔碳材料由于其稳定性、重量轻和环保性而在电磁波吸收（EMA）材料中受到广泛关注。调整多孔碳材料的形貌是提高其吸波性能的有效途径。本文，西安建筑科技大学武志红 副教授团队在《Adv. Sustain. Syst》期刊发表名为“Biomass-Derived Crocodile Skin-Like Porous Carbon for High-Performance Microwave Absorption”的论文，研究提出以废弃稻壳为原料，通过碳化和碱活化工艺合成鳄鱼皮状生物质分级多孔碳（BHPC）材料。研究了活化剂的稠度对多孔形态的影响。在10wt%的超低填料含量下，最小反射损耗 ( RL min）BHPC-10复合材料达到-47.46 dB，在X波段有效吸收带宽（EAB）高达3.40GHz，厚度为2.8mm。该工作为利用纯生物质制备多孔碳材料提供了参考，为设计高性能吸波材料提供了可行的方案。
图文导读
图1、鳄鱼皮状BHPC形成过程的示意图。
图2、用不同浓度的KOH溶液制备的BHPC的XRD图 a) 和拉曼光谱 b)。
图3、用SEM对样品的形貌研究图示
图4、a-e）所有制造样品的科尔-科尔图。
图5、BHPC -0 a)、BHPC-8 b)、BHPC-9 c)、BHPC-10 d)、BHPC-11 e)、BHPC-12 f) 的RL的三维图像和 BHPC的RL的二维图像-10 g), BHPC-11 h); i) 不同厚度BHPC的有效吸收带宽和RL值(←10 dB)。
图6、BHPC-10中EMW机制的示意图。
图7、这项工作与最近报道的吸收器之间的电磁波吸收比较。
小结
综上所述，以废弃稻壳为前驱体，通过简单的碳化和碱活化法制备了鳄鱼皮状多孔碳吸附剂。通过改变形貌不仅改善了BHPC的介电常数而且改善了阻抗匹配。鳄鱼皮样形态和分层多孔结构可视为缺陷，引起极化损耗和导电损耗。同时，多孔碳/空气和多孔碳/石蜡之间的多重界面增强了界面极化损失。至于BHPC-10，EAB高达3.4GHz（8.47-11.87 GHz），而 RL min当填充率为 10% 时，发现在 9.79GHz处的值为 -47.46dB，厚度为2.8mm。该工作为制备超轻高性能生物质衍生的3D分层多孔吸碳材料提供了新的参考。
文献：
https://doi.org/10.1002/adsu.202100454
