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Multidimension‐Controllable Synthesis of MOF‐Derived Co@N‐Doped Carbon Composite with Magnetic‐Dielectric Synergy toward Strong Microwave Absorption
Small ( IF 13.0 ) Pub Date : 2020-03-17 , DOI: 10.1002/smll.202000158 Mengqiu Huang 1 , Lei Wang 1 , Ke Pei 1 , Wenbin You 1 , Xuefeng Yu 1 , Zhengchen Wu 1 , Renchao Che 1
Small ( IF 13.0 ) Pub Date : 2020-03-17 , DOI: 10.1002/smll.202000158 Mengqiu Huang 1 , Lei Wang 1 , Ke Pei 1 , Wenbin You 1 , Xuefeng Yu 1 , Zhengchen Wu 1 , Renchao Che 1
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Metal–organic framework (MOF) is highly desirable as a functional material owing to its low density, tunable pore size, and diversity of coordination formation, but limited by the poor dielectric properties. Herein, by controlling the solvent and mole ratio of cobalt/linker, multidimension‐controllable MOF‐derived nitrogen‐doped carbon materials exhibit tunable morphology from sheet‐, flower‐, cube‐, dodecahedron‐ to octahedron‐like. Tunable electromagnetic parameters of Co@N‐doped carbon composites (Co@NC) can be obtained and the initial MOF precursor determines the distribution of carbon framework and magnetic cobalt nanoparticles. Carbonized Co@NC composites possess the following advantages: i) controllable dimension and morphology to balance the electromagnetic properties with evenly charged density distribution; ii) magnetic‐carbon composites offer plenty of interfacial polarization and strong magnetic coupling network; iii) a MOF‐derived dielectric carbon skeleton provides electronic transportation paths and enhances conductive dissipation. Surface‐mediated magnetic coupling reflects the stray magnetic flux field, which is corroborated by the off‐axis electron holography and micro‐magnetic simulation. Optimized octadecahedral Co@NC sample exhibits the best microwave absorption (MA) of −53.0 dB at the thickness of 1.8 mm and broad effective frequency from 11.4 to 17.6 GHz (Ku‐band). These results pave the way to fabricate high‐performance MA materials with balanced electromagnetic distribution and controlled morphology.
中文翻译：
MOF衍生的Co @ N掺杂碳复合材料的多维可控合成，具有磁-电协同作用，可强烈吸收微波。
金属有机骨架（MOF）由于其低密度，可调节的孔径和配位形式的多样性而非常受人们的欢迎，但由于介电性能差而受到限制。在此，通过控制钴/连接基的溶剂和摩尔比，多维可控的MOF衍生的氮掺杂碳材料呈现出从片状，花状，立方，十二面体到八面体状的可调形态。可以获得Co @ N掺杂的碳复合材料（Co @ NC）的可调电磁参数，并且初始MOF前驱体决定了碳骨架和磁性钴纳米颗粒的分布。碳化的Co @ NC复合材料具有以下优点：i）可控制的尺寸和形态，以平衡电磁性能和均匀带电的密度分布；ii）磁碳复合材料提供了大量的界面极化和强大的磁耦合网络；iii）MOF衍生的介电碳骨架可提供电子传输路径并增强导电耗散。表面介导的磁耦合反映了杂散磁通量场，这由离轴电子全息图和微磁模拟所证实。优化的八面体Co @ NC样品在1.8 mm的厚度和11.4至17.6 GHz的宽有效频率（Ku波段）下表现出-53.0 dB的最佳微波吸收（MA）。这些结果为平衡电磁分布和受控形态的高性能MA材料铺平了道路。iii）MOF衍生的介电碳骨架可提供电子传输路径并增强导电耗散。表面介导的磁耦合反映了杂散磁通量场，这由离轴电子全息图和微磁模拟所证实。优化的八面体Co @ NC样品在1.8 mm的厚度和11.4至17.6 GHz的宽有效频率（Ku波段）下表现出-53.0 dB的最佳微波吸收（MA）。这些结果为平衡电磁分布和受控形态的高性能MA材料铺平了道路。iii）MOF衍生的介电碳骨架可提供电子传输路径并增强导电耗散。表面介导的磁耦合反映了杂散磁通量场，这由离轴电子全息图和微磁模拟所证实。优化的八面体Co @ NC样品在1.8 mm的厚度和11.4至17.6 GHz的宽有效频率（Ku波段）下表现出-53.0 dB的最佳微波吸收（MA）。这些结果为平衡电磁分布和受控形态的高性能MA材料铺平了道路。优化的八面体Co @ NC样品在1.8 mm的厚度和11.4至17.6 GHz的宽有效频率（Ku波段）下表现出-53.0 dB的最佳微波吸收（MA）。这些结果为平衡电磁分布和受控形态的高性能MA材料铺平了道路。优化的八面体Co @ NC样品在1.8 mm的厚度和11.4至17.6 GHz的宽有效频率（Ku波段）下表现出-53.0 dB的最佳微波吸收（MA）。这些结果为平衡电磁分布和受控形态的高性能MA材料铺平了道路。
更新日期：2020-04-14
中文翻译：
MOF衍生的Co @ N掺杂碳复合材料的多维可控合成，具有磁-电协同作用，可强烈吸收微波。
金属有机骨架（MOF）由于其低密度，可调节的孔径和配位形式的多样性而非常受人们的欢迎，但由于介电性能差而受到限制。在此，通过控制钴/连接基的溶剂和摩尔比，多维可控的MOF衍生的氮掺杂碳材料呈现出从片状，花状，立方，十二面体到八面体状的可调形态。可以获得Co @ N掺杂的碳复合材料（Co @ NC）的可调电磁参数，并且初始MOF前驱体决定了碳骨架和磁性钴纳米颗粒的分布。碳化的Co @ NC复合材料具有以下优点：i）可控制的尺寸和形态，以平衡电磁性能和均匀带电的密度分布；ii）磁碳复合材料提供了大量的界面极化和强大的磁耦合网络；iii）MOF衍生的介电碳骨架可提供电子传输路径并增强导电耗散。表面介导的磁耦合反映了杂散磁通量场，这由离轴电子全息图和微磁模拟所证实。优化的八面体Co @ NC样品在1.8 mm的厚度和11.4至17.6 GHz的宽有效频率（Ku波段）下表现出-53.0 dB的最佳微波吸收（MA）。这些结果为平衡电磁分布和受控形态的高性能MA材料铺平了道路。iii）MOF衍生的介电碳骨架可提供电子传输路径并增强导电耗散。表面介导的磁耦合反映了杂散磁通量场，这由离轴电子全息图和微磁模拟所证实。优化的八面体Co @ NC样品在1.8 mm的厚度和11.4至17.6 GHz的宽有效频率（Ku波段）下表现出-53.0 dB的最佳微波吸收（MA）。这些结果为平衡电磁分布和受控形态的高性能MA材料铺平了道路。iii）MOF衍生的介电碳骨架可提供电子传输路径并增强导电耗散。表面介导的磁耦合反映了杂散磁通量场，这由离轴电子全息图和微磁模拟所证实。优化的八面体Co @ NC样品在1.8 mm的厚度和11.4至17.6 GHz的宽有效频率（Ku波段）下表现出-53.0 dB的最佳微波吸收（MA）。这些结果为平衡电磁分布和受控形态的高性能MA材料铺平了道路。优化的八面体Co @ NC样品在1.8 mm的厚度和11.4至17.6 GHz的宽有效频率（Ku波段）下表现出-53.0 dB的最佳微波吸收（MA）。这些结果为平衡电磁分布和受控形态的高性能MA材料铺平了道路。优化的八面体Co @ NC样品在1.8 mm的厚度和11.4至17.6 GHz的宽有效频率（Ku波段）下表现出-53.0 dB的最佳微波吸收（MA）。这些结果为平衡电磁分布和受控形态的高性能MA材料铺平了道路。
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