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Core–Shell CoNi@Graphitic Carbon Decorated on B,N-Codoped Hollow Carbon Polyhedrons toward Lightweight and High-Efficiency Microwave Attenuation

材料科学 衰减 微波食品加热 壳体(结构) 碳纤维 芯(光纤) 纳米技术 复合材料 光电子学 光学 复合数 电信 计算机科学 物理
作者
Panbo Liu,Sai Gao,Yang Wang,Ying Huang,Yan Wang,Juhua Luo
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:11 (28): 25624-25635 被引量:399
标识
DOI:10.1021/acsami.9b08525
摘要

Lightweight and high-efficiency microwave attenuation are two major challenges in the exploration of carbon-based absorbers, which can be achieved simultaneously by manipulating their chemical composition, microstructure, or impedance matching. In this work, core-shell CoNi@graphitic carbon decorated on B,N-codoped hollow carbon polyhedrons has been constructed by a facile pyrolysis process using metal-organic frameworks as precursors. The B,N-codoped hollow carbon polyhedrons, originated from the calcination of Co-Ni-ZIF-67, are composed of carbon nanocages and BN domains, and CoNi alloy is encapsulated by graphitic carbon layers. With a filling loading of 30 wt %, the absorber exhibits a maximum RL of -62.8 dB at 7.2 GHz with 3 mm and the effective absorption bandwidth below -10 dB remarkably reaches as strong as 8 GHz when the thickness is only 2 mm. The outstanding microwave absorption performance stems from the hollow carbon polyhedrons and carbon nanocages with interior cavities, the synergistic coupling effect between the abundant B-C-N heteroatoms, the strong dipolar/interfacial polarizations, the multiple scatterings, and the improved impedance matching. This study demonstrates that the codoped strategy provides a new way for the rational design of carbon-based absorbers with lightweight and superior microwave attenuation.
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