Synthesis of polymer-derived N,O-doped bowl-like hollow carbon microspheres for improved electromagnetic wave absorption using controlled template pyrolysis

热解 反射损耗 吸收(声学) 聚合物 材料科学 兴奋剂 碳化 碳纤维 水热碳化 乳液聚合 聚合 化学工程 纳米技术 复合材料 光电子学 复合数 扫描电子显微镜 工程类
作者
Yuye Dou,Ning Liu,Xiangyi Zhang,Weiting Jiang,Xiaohui Jiang,Yong‐Min Liang
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:463: 142398-142398 被引量:48
标识
DOI:10.1016/j.cej.2023.142398
摘要

In this study, we designed a simple green preparation method and synthesized polymer-derived N,O-doped bowl-like hollow carbon microspheres (BHCMs) to improve their electromagnetic wave absorption performance. Using copolymerized microspheres of allyl methacrylate and acrylonitrile (P(AMA-AN)) synthesized through soap-free emulsion polymerization as a template and polydextrose as the primary carbon source, BHCMs were fabricated by a hydrothermal method and high-temperature carbonization pyrolysis. Moreover, the P(AMA-AN) microspheres could directly provide nitrogen (N) and oxygen (O) heteroatoms, achieving heteroatom doping. The morphology and absorption properties of BHCMs can be adjusted by controlling the amount of P(AMA-AN) microspheres. The unique structure gives BHCMs-2 excellent electromagnetic wave attenuation and impedance-matching characteristics. At a low filling ratio (11.1%), the minimum reflection loss (RLmin) is −40.3 dB at 13.82 GHz with a 2.5 mm thickness. Surprisingly, a broad effective absorption bandwidth (EAB) is maintained over an extensive thickness range. The average EAB in the 2.5–3.5 mm thickness range reaches 5.52 GHz. This study proposes a new and green preparation method for carbon materials to improve their absorption properties.
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