南开黄毅综述：新型MOF衍生多孔碳基微波吸收材料

2. 深入分析了近年来金属有机骨架多孔碳基纳米复合材料作为微波吸收材料的研究进展。包括磁性单金属、非磁性单金属、多金属MOFs衍生多孔碳基吸波材料。

常见的磁性金属有Fe，Co和Ni及其合金。它们均可以作为无机金属中心来合成MOFs材料。MOFs热解之后，与介电损耗材料相结合，可以改善阻抗匹配，合理设计微纳米结构，强化多种损耗机制。

图1. (a) Fe₃O₄@NPC复合物合成过程；(b-e) Fe₃O₄@NPC复合物的SEM图，低倍TEM图，高倍TEM图(插图：SAED图)和高分辨图；(f) 电磁波吸收机制说明图；(g) Fe₃O₄@NPC复合物不同厚度下的电磁波反射损耗。

图2. (a) PPy/ZIFs制备过程；(b, c) SEM图；(d, e) TEM图；(f) PPy/ZIFs的吸波性能；(g) 样品的界面极化示意图。

Ji等人还通过热解Ti-MOF (MIL-125) 合成了TiO₂/C吸波材料，在1.6 mm时最小RL达到-49.6 dB，EAB为4.6 GHz (13.4-18 GHz)。Zeng等人用Cu-MOF前驱体掺杂Ni，合成了Ni/NiO/Cu@C复合物。在3.2 mm时，RL达到-38.1 dB。Ni的引入提供了磁损耗，界面极化效应。Wang等人用UIO-66 (Zr-MOF)合成了ZrO₂/C。其最小RL为−58.7 dB (16.8 GHz，1.5 mm)。EAB在厚度范围为1.0-5.0 mm范围内覆盖了测量频率的91.3% (3.4-18.0 GHz)。Li等人合成了一系列稀土基MOFs材料，它们也展现出了优异的吸波性能。

III 多金属MOFs衍生多孔碳基吸波材料

由于多金属MOFs衍生的多孔碳基吸波材料拥有多元材料协同优势，赋予了其新的物理和化学性能，实现了对吸波材料电磁参数的有效调控。

Dong等人从CoNi-MOFs前驱体出发，合成了CoNi@C微球。最小RL在10.7 GHz达到-44.8 dB，EAB在1.6-4.0 mm厚度范围内达到13.3 GHz (4.7-18.0 GHz)，参见图3。其电磁波衰减能力来自于界面极化、涡流损耗、多次反射和散射。阻抗匹配源于磁性CoNi合金和石墨化碳的电磁兼容。

图3. (a) 空心CNC微球的制备过程；(b, c) SEM图；(d, e)TEM图；(f) CoNi@C的吸波性能；(g) 样品的微波吸收机制。

总结与展望

MOFs衍生的多孔碳基吸波材料的研究已经取得了积极的进展，但是，大多还在实验研究阶段，其在重点频段的吸波强度和有效吸收带宽还有待进一步提升。通过合理设计MOFs材料的微观结构，增加电磁波的多级散射和折射，有效调控MOFs材料的组成和结构以达到多种损耗机制的协同增强效应，以及通过发展新的无机金属中心和有机配体，开发新型高性能MOFs材料，是未来MOFs衍生多孔碳基吸波材料的发展方向，可望实现隐身材料“薄，宽，轻，强”的目标。