第一作者：周新峰、賈梓睿

通訊作者：吳廣磊      

通訊單位：青島大學材料科學與工程學院    

DOI：10.1016/j.jmst.2021.01.073      

     對復合材料的組分進行合理設計是實現高性能電磁波吸收性能的有效途徑。青島大學吳廣磊教授團隊近期以采用松塔為碳源制備的Ni/NiO@C復合材料為研究對象，通過調整復合材料的制備工藝達到了調控復合材料中Ni與NiO比例的目的。研究表明，含Ni13.17%的Ni/NiO@C復合材料展現出優異的電磁波吸收性能，最小反射損耗值（RL_min）在2.4 mm時達到了-51.1 dB，同時在2.7 mm時最大吸收帶寬（EAB，RL≤-10 dB）達到5.12 GHz。

     電子通信設備的日益發展所引起的電磁波干擾已成為當今世界亟需解決的難題。這些電磁波不僅會對人體健康造成危害，還會干擾正常的通訊交流。因此，探索并制備新型高性能電磁波吸收材料來降低電磁波的不利影響成為了當下研究熱點。

      近年來，磁/介電損耗型復合材料由于兼具磁損耗以及介電損耗的優勢而被制備用于高性能電磁波吸收材料，同時異質界面的增加也會進一步增強材料體系的介電損耗能力。因此，對于復合材料各組分的合理設計對優化復合材料的電磁波吸收性能具有重要意義。

（1）通過不同的制備工藝調整復合材料的Ni與NiO的比例；

（2）不同組分的含量對電磁波吸收性能有顯著的影響；

（3）在Ni/NiO中Ni的比例為13.17%的復合材料表現出優異的反射損耗與吸收帶寬。

     最近青島大學材料科學與工程學院-能源與環境材料研究院吳廣磊教授團隊在Elsevier旗下的Journal of Materials Science ＆ Technology期刊發表題為“Controllable synthesis of Ni/NiO@porous carbon hybrid composites towards remarkable electromagnetic wave absorption and wide absorption bandwidth”的研究論文。作者通過調整制備工藝控制復合材料中Ni與NiO的比例，從而探究復合材料中各組分含量與電磁波吸收性能之間的規律。

     由于高溫下多孔碳具有還原性，因此首先通過控制碳化溫度來調控復合材料中Ni與NiO的含量比例。通過EXPGUI軟件與Rietveld法對復合材料的XRD進行精修處理以精確獲得復合材料中Ni與NiO的含量比例。SEM與TEM結果顯示，隨著溫度的升高，多孔碳骨架由于部分還原被消耗而呈現出部分缺失形貌。同時，從復合材料的Raman表征進一步對多孔碳材料的石墨化程度以及缺陷量進行表征。

     研究結果顯示，在碳化溫度為500 ^oC下的復合材料具有優異的電磁波吸收性能，其RLmin在厚度為4.9 mm時達到-49.1 dB，同時其EAB在匹配厚度為2.1 mm時為4.56 GHz。因此，通過改變碳化溫度可以達到調控復合材料組分含量進而影響其電磁波吸收性能的目的。

    在碳化溫度為500 ^oC的條件下，改變Ni鹽的用量來調控復合材料中Ni與NiO含量比例。以EXPGUI軟件與Rietveld法輔助對復合材料的XRD進行精修處理精確獲得復合材料中Ni與NiO的含量比例。SEM與TEM結果表明，隨著Ni鹽的增加，納米顆粒的數量呈現增加趨勢。通過Raman以及XPS手段進一步闡明Ni鹽的含量對于體系石墨化程度以及缺陷含量的影響變化。

    研究結果顯示，在Ni的含量比例為13.17%的復合材料表現出顯著的吸波性能，在2.4 mm處RLmin為-51.1 dB，同時在2.7 mm時EAB達到5.12 GHz。

     綜上所述，作者通過兩步法成功合成了一系列不同鎳比例的Ni/NiO@C復合材料。并以其為研究對象，通過調整制備工藝而調節復合材料中Ni/NiO的比例，進而探究材料中各組分之間的含量對復合材料電磁波吸收性能的影響。這項工作為探究復合材料的組分與電磁波吸收性能的關聯性提供了一個可行的參考。

周新峰：碩士研究生。分別于2018年和2021年獲得青島大學學士和碩士學位，指導教師吳廣磊教授。同年2021年9月將去北京化工大學材料科學與工程學院攻讀博士學位，導師張好斌教授。主要研究方向為多孔碳基復合材料的微觀結構設計及電磁波吸收性能的研究。研究生階段以第一作者發表高水平科研論文8篇（其中中科院大類一區4篇），總影響因子大于70，他引次數約340余次，授權國家發明專利1項。

賈梓睿：博士，青島大學第四層次特聘教授。本科和碩士畢業于西安交通大學，指導教師成永紅教授。博士畢業于西北工業大學化學與化工學院，指導教師寇開昌教授。2020年12月加入青島大學化學化工學院威海創新研究院。主要的研究方向包括新型電磁屏蔽復合材料、高導熱絕緣及電磁相關材料的設計及開發。以第一作者或通訊作者發表高水平科研論文30余篇，總影響因子大于200，他引次數約1800余次，授權國家發明專利2項。

課題組首頁網站：

http://hxhg.qdu.edu.cn/info/1240/2233.htm。

吳廣磊：青島大學教授，山東省泰山學者青年專家，山東省高等學校青創人才引育計劃團隊“結構-功能高分子復合材料研究創新團隊”負責人，省優青，青島大學第三層次特聘教授。2004-2013年在西北工業大學完成本、碩、博學習；2013年12月進入西安交通大學電氣學院從事博士后研究，2015年11月進入青島大學工作。主要從事新型電介質微納米器件的研發、電磁吸波及屏蔽材料等。作為項目負責人，主持包含山東省高等學校青創人才引育計劃團隊項目、山東省省優秀基金項目、國家自然科學基金、中國博士后科學基金（第八批特別資助基金）等縱向科研項目10余項；主持產學研橫向項目2項?，F已發表高水平科研論文180多篇，其中以第一或通訊作者發表高水平科研論文120多篇（其中影響因子大于10的文章20余篇，高被引ESI論文30余篇，熱點論文5篇），SCI他引共計7000余次，H指數52，i10指數122。團隊課題組指導研究生20余人，近2年獲碩士研究生國家獎學金5人次，碩士畢業生畢業人均高水平科研成果2-3篇。

課題組首頁網站：

http://clxy.qdu.edu.cn/info/1020/1239.htm。