Best Paper Award
Reduced graphene oxide wrapped 3D-ultrathin CoS2 nanoflakes as an absorbing material with enhanced microwave absorption
具有增强的微波吸收能力的还原氧化石墨烯包裹的3D超薄CoS2纳米片
广东工业大学
张海燕 教授团队
研究背景
随着现代生活对更智能设备的需求不断增加，电子设备已经变得不可或缺。然而，电子设备可以通过发射电磁波（EW）来干扰其他电子设备，并对人类造成危害。因此，迫切需要开发电磁波吸收材料来抵御电磁波的危险。影响材料电子战吸收性能的主要因素是其电磁参数和材料微观结构。纳米结构将有助于提高吸收材料的性能。
研究方法及亮点
本研究通过一种简单的方法成功制备了由还原氧化石墨烯（CoS2/RGO）包裹的新型3D超薄CoS2纳米片。通过X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、拉曼光谱和X射线光电子能谱对材料的形态和结构进行了表征。还研究了CoS2/RGO复合材料的微波吸收性能。在石蜡基质中，CoS2/RGO负载量为20 wt.%时，复合材料表现出最佳的微波吸收性能，在12.1 GHz下的反射损耗（RL）值为-36.5 dB，厚度为2.0 mm。此外，CoS2-RGO复合材料具有6.5 GHz的优异吸收带宽（反射损耗低于-10 dB）。结果表明，RGO包裹的3D超薄CoS2纳米片具有宽的微波吸收带宽、强的吸收能力，是作为先进微波吸收剂应用的候选者。
实验结果解析
图1. CoS2@RGO复合材料的合成路线示意图。
图4. CoS2和CoS2/RGO的拉曼光谱（a）；CoS2/RGO的C 1s（b）、Co 2p（C）和S 2p（d）的XPS光谱。
图7.（a） 在2-18GHz的频率范围内，厚度为2mm的纯RGO、CoS2和RC0.8复合材料的RL二维曲线。（b）RGO、（c）原始CoS2和（d）厚度为1-5mm的RC0.8复合材料在2-18GHz频率范围内的RL三维曲线。
实验总结与结论
通过两步溶剂热法合成了具有3D超薄纳米片结构的新型CoS2/RGO复合材料。此外，通过改变GO浓度制备了CoS2/RGO复合材料。结果表明，特殊纳米结构的CoS2对CoS2/RGO的介电常数有很大贡献。当CoS2/RGO复合材料在石蜡中的负载能力为20 wt.%时，ε′和ε”高于单个RGO或CoS2。因此，由于介电损耗能力更强，CoS2/RGO表现出优异的微波吸收性能。此外，最小反射损耗和吸收带宽的值都保持在较高水平。在GO溶液浓度为0.8 mg/mL时，最佳RL在12.1 GHz下达到-36.5 dB，厚度为2 mm，带宽为6.5 GHz。因此，具有3D超薄纳米片结构的CoS2/RGO复合材料是具有强吸收、宽带和轻质的先进微波吸收剂的有前景的候选者。
引用此文章
https://doi.org/10.1016/j.pnsc.2022.01.006
作者简介
张海燕, 广东工业大学教授博导。长期从事新型能源材料、特别是纳米碳基储能材料的研究与应用工作。已主持承担过国家自然基金-广东联合基金重点项目、国家自然基金面上项目、863计划和国家科技支撑计划子课题，广东省应用研发专项、广东省国际合作项目、广东省教育部产学研结合项目等60多个项目。获授权国家发明专利22项。获1999年度广东省自然科学奖二等奖， 2006,2008和2009、2014年度广东省科学技术奖三等奖。是Nanoscale, ACS Applied Materials & Interfaces，Journal of Power Sources, Electrochemica. Acta, International Journal of Hydrogen Energy, J. Phys. Chem. Letters, Journal of Solid State Electrochemistry，Journal of Appl. Phys.等多个国际期刊的审稿人，与新加坡、澳大利亚、英国、俄罗斯、香港等境外高校建立了长期的合作关系。培养了80多名包括材料学，材料加工,材料物理与化学，微电子学与固体电子学，高分子物理与化学等多个专业的国内外的博士后、博士和硕士研究生，其中3人获广东省优秀硕士论文，2人获广东省南粤优秀研究生奖，1人获广东工业大学优秀博士论文，2人获广东工业大学优秀硕士论文，3人分获广东省第4和5届大学生材料创新大赛奖。
期刊简介
Progress in Natural Science: Materials International(PNSMI)由中国材料研究学会主办，是一本综合类英文SCI学术期刊，刊登材料科学领域的基础研究和应用基础研究方面的高水平、有创造性和重要意义的最新研究成果。
2023年最新影响因子4.8，分区为中科院材料科学二区。入选2019年中国科技期刊卓越行动计划，2022、2023连续两年获评中国最具国际影响力学术期刊。
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