【摘 要】
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石墨相氮化碳（Graphitic carbon nitride,g-C3N4）,它的单层结构类似于石墨烯,是一种非金属的半导体材料,也是介电型微波吸收材料。尖晶石型金属氧化物与g-C3N4的复合,制备的石墨相氮化碳复合材料具有良好的微波吸收性能。本工作制备了 g-C3N4、CoFe2O4/g-C3N4、ZnCo2O4/g-C3N4三种复合材料。采用SEM、TEM、XRD、红外光谱、XPS以及矢量网
【基金项目】
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国家自然科学基金（No.51477002）
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石墨相氮化碳（Graphitic carbon nitride,g-C3N4）,它的单层结构类似于石墨烯,是一种非金属的半导体材料,也是介电型微波吸收材料。尖晶石型金属氧化物与g-C3N4的复合,制备的石墨相氮化碳复合材料具有良好的微波吸收性能。本工作制备了 g-C3N4、CoFe2O4/g-C3N4、ZnCo2O4/g-C3N4三种复合材料。采用SEM、TEM、XRD、红外光谱、XPS以及矢量网络分析仪对材料的组成成分、形貌结构以及电磁参数进行了表征分析,结果如下:（1）以三聚氰胺为原料,在550℃马弗炉中煅烧4 h并通过水热法制备了g-C3N4材料。研究了水热反应时间对g-C3N4材料形貌结构及微波吸收性能的影响。结果表明:不同水热反应时间制备的g-C3N4材料有棒状、片层状及针簇状的形貌结构,其中水热反应时间15 h制备的片层状g-C3N4材料的微波吸收能力最佳,在样品匹配厚度3.5 mm、频率10.16 GHz处取得最小反射损耗值为-18.08 dB,最大有效吸收带宽为3.36 GHz。（2）以 g-C3N4、FeSO4·7H2O、Co（NO3）2·6H2O 为原料,NaOH 调节溶液 pH 值至11,采用水热法制备了 CoFe2O4/g-C3N4复合材料。研究了复合材料的原料质量比、形貌结构对复合材料吸波性能的影响。结果表明:片层状g-C3N4分布在微球状纳米CoFe2O4中形成异质界面,引起了界面极化,增强了电磁波在材料内部进行多重散射和反射的能力;当g-C3N4:Co（NO3）2·6H2O:FeSO4·7H2O质量比为1:0.97:0.46,材料具有最佳的吸波性能,在样品匹配厚度3 mm、频率10.24 GHz处取得最小反射损耗值为-39.34 dB,在样品匹配厚度2 mm处,最大有效吸收带宽达到4.96 GHz。（3）以 g-C3N4、CoCl2·6H2O、Zn（CH3COO）2·2H2O 为原料,尿素为沉淀剂,氟化铵为表面活性剂,采用水热法并在400℃的马弗炉中锻烧2 h制备了ZnCo2O4/g-C3N4复合材料。研究了原料质量比、形貌结构对复合材料吸波性能的影响。结果表明:花状结构的ZnCo2O4生长在片层状的g-C3N4上,形成导电网络结构,增强了界面极化和电导损耗;当g-C3N4:Zn（CH3COO）2·2H2O:CoCl2·6H2O质量比为1:0.88:0.48,材料具有优异的吸波性能,在样品匹配厚度2.5 mm、频率12.4 GHz处取得最小反射损耗值为-40.65 dB,在样品匹配厚度2 mm处,最大有效吸收带宽达到4.88 GHz。图[27]表[4]参[114]
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