【摘 要】
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碳纳米洋葱(Carbon nano-onions,CNOs)作为碳的同素异形体之一,是一种同心的、多层的富勒烯,CNOs表面碳原子sp2杂化,石墨层间距离通常为0.334 nm。CNOs因有独特的弯曲石墨层结构有利于电磁波在其内部产生吸收和耗散而受到了广泛的关注。本文采用电弧放电法合成了内嵌镍核碳纳米洋葱(Ni@CNOs)、空心碳纳米洋葱(HCNOs)、内嵌铁核碳纳米洋葱(Fe@CNOs)。分别采
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碳纳米洋葱（Carbon nano-onions,CNOs）作为碳的同素异形体之一,是一种同心的、多层的富勒烯,CNOs表面碳原子sp2杂化,石墨层间距离通常为0.334 nm。CNOs因有独特的弯曲石墨层结构有利于电磁波在其内部产生吸收和耗散而受到了广泛的关注。本文采用电弧放电法合成了内嵌镍核碳纳米洋葱（Ni@CNOs）、空心碳纳米洋葱（HCNOs）、内嵌铁核碳纳米洋葱（Fe@CNOs）。分别采用高温退火增加了三种碳纳米洋葱的石墨化程度,空气中灼烧去除了粗灰中大量无定形碳、未成形石墨片等杂质,盐酸酸化洗涤反应掉剩余的金属催化剂,最后获得了较为纯净的碳纳米洋葱。利用SEM和TEM观察了三种碳纳米洋葱的形貌,发现Ni@CNOs、Fe@CNOs均为核壳结构,HCNOs内部是中空状态,进一步通过XRD、Raman、TGA等测试手段印证了其结构。通过使用矢量网络分析仪测试了CNOs/石蜡复合物的微波吸收性能,其中Ni@CNOs的三维多孔结构、多层碳壳和大量的缺陷使其具有大量极化中心,可以激发多重介电共振,从而形成宽的响应频宽和多重强的微波吸收特性。当样品厚度在1.5～5.0 mm时,-10 d B以上的带宽为3.4～8.0 GHz,尤其是在厚度为1.5 mm的样品在-10 d B以上的带宽范围为13.5～18 GHz。HCNOs因其内部缺少金属原子,减少了由铁磁共振引起的磁损耗,导致了其吸波性能较Ni@CNOs弱;Fe@CNOs因其石墨化程度较高导致晶体缺陷较少,极化中心减少,导致了其吸波性能较Ni@CNOs差。
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