MOF-74衍生多孔Co/CeO2 @碳纳米棒的可控合成及其卓越微波吸收性能研究

　　针对电磁污染治理需求，研究人员通过高温煅烧Zn-Co-Ce-MOF-74模板成功制备多孔Co/CeO2 @C纳米棒。该材料在20 wt%填充比下实现-70.24 dB最小反射损耗（RLmin ）和4.34 GHz有效吸收带宽（EAB），其独特结构通过阻抗匹配优化和多损耗机制（导电/磁/界面极化）协同作用，为高性能电磁波吸收材料（EMWA）设计提供新范式。

　　

随着5G通信和电子设备的爆发式增长，电磁污染已成为威胁人体健康和设备安全的隐形杀手。传统吸波材料面临厚度大、频带窄、效率低等瓶颈，而单一磁性或介电材料因阻抗失配难以满足需求。金属有机框架（MOF）衍生材料因其可调控的组分和孔隙结构，成为解决这一难题的新突破口。

江西理工大学的研究团队创新性地采用Zn-Co-Ce-MOF-74纳米棒为前驱体，通过氩气氛围高温煅烧工艺，成功制备出具有多级孔道的一维Co/CeO₂
@C纳米棒。该材料在《Journal of Alloys and Compounds》发表的研究中展现出破纪录的微波吸收性能：在12.48 GHz频率下获得-70.24 dB的RL_min
值，2.36 mm薄层厚度即可实现4.34 GHz超宽有效吸收带宽（EAB）。计算机仿真（CST）进一步证实其雷达散射截面（RCS）降低能力达31.86 dB m²
，且全入射角稳定。

研究团队运用三大关键技术：1）溶剂热法构建Zn-Co-Ce-MOF-74纳米棒模板；2）精确控温的氩气氛围煅烧实现碳包覆与金属氧化物原位生成；3）电磁参数测试与CST微波暗室模拟相结合的性能评估体系。

【结果与讨论】
合成与形貌表征：SEM显示前驱体纳米棒长120-250 nm，煅烧后轴向收缩但保留一维结构，TEM证实多孔碳基质中均匀分布Co/CeO₂
纳米颗粒，BET测得高比表面积（>300 m²
/g）促进界面极化。

电磁特性分析：矢量网络分析仪测试显示，CeO₂
的介电损耗与Co的磁损耗（Snoek极限效应）协同作用，复介电常数实部（ε'）和虚部（ε"）在8-18 GHz呈现多弛豫峰，对应偶极极化和Maxwell-Wagner效应。

吸收机制解析：独特的一维导电网络促进电子迁移（导电损耗），异质界面处的空间电荷积累增强界面极化，多孔结构通过多次散射延长电磁波传播路径，四重损耗机制协同实现宽频强吸收。

【结论】
该研究开创了MOF模板法制备一维多孔异质结吸波材料的新策略，其性能超越已报道的Co@C纳米管（-61 dB）和Ni/MnO-气凝胶（-64.09 dB）。通过组分设计（磁性Co/介电CeO₂
）和结构调控（多孔/一维），完美解决了阻抗匹配与衰减能力的矛盾，为新一代"薄轻宽强"吸波材料的开发提供理论指导和技术储备。研究获得国家自然科学基金（51867002）等多项资助，相关技术可拓展至其他磁性/介电纳米复合体系。