西北工业大学张宝亮 -- MXene和CoNi双金属MOF无模板自组装成相互缠绕的一维异质结构及其微波吸收性能。
过渡金属碳化物(MXene)因其特殊的结构和表面化学性质而备受关注。然而，与其他二维材料一样，其应用受到堆积和团聚的严重影响。在此，我们在无需任何模板和刚性框架的帮助下，通过MXene和金属有机框架(MOFs)的组装构建了缠绕的一维异质结构。结果表明，通过控制MOFs在1D MXene纤维上的加载，可以有效地控制CNTs的生长，从而实现电磁参数的调控。由MXene纤维/CoNi/C和CNTs/CoNi等一维非均相组分相互缠绕构建的三维交联网络具有广泛的非均相界面、层叠的孔结构和良好的电导率，表现出优异的吸波性能。值得注意的是，在匹配厚度为1.6 mm时，吸收器(MMC)的最小反射损耗(RLmin)超过51.6 dB，有效吸收带宽(EAB, RL <10db)覆盖4.5 GHz (13.2 17.7 GHz)。研究结果为高效微波吸收剂的制备提供了理论依据。
图1 合成示意图。
图2 SEM图像的一系列中间体与不同的碱性化时间:堆叠2 d MXene (a和b),中间的第一天(c和d),中间的第二天(e和f),中间的第三天(g和h),中间的第四天(i, j),和中间的第五天(k和l)。
图3 SEM图像的mm -1 (a), MM-2 (b), MM-3 (c), MMC-1 (d), MMC-2 (e)和MMC-3 (f)。
图4. MXene纤维(a)、MM-3 (b)和CNTs (c)的TEM图像;碳纳米管的HR-TEM图像(d和e);MMC-3的TEM图像(f，插图:HAADF-STEM照片)和C (g)， O (h)， Ti (i)， Co (j)， Ni (k)的EDS映射以及叠加元素图(l)。
图5 不同样品的XRD谱图(a)、XPS谱图(b)、FTIR谱图(c)、拉曼谱图(d和e)、TGA曲线(f)
图6 MMC-1、MMC-2、MMC-3的室温迟滞回线(a)、放大迟滞回线(b)、氮气吸附/解吸等温线结果(c)以及相应的孔径分布(d)。
图7 填充量为42.5%的MMC在2-18 GHz频率范围内的电磁参数为:ε ' (a)、ε " (b)和tanδε (c);μ' (d) μ" (e)和tanδμ(f); Cole-Cole半圆形的MMC-1 (g), MMC-2 (h)和MMC-3(i)。
图8 RL的3D图(a-c)， RL的2D曲线(d-f)，对比优化后的RL (g)，厚度1.6 mm的RL曲线(h)，不同MMC的EAB (i)。
图9 1/4条件下匹配厚度的RL值、模拟值和实验值以及厚度为1-5mm的MMC-3的|Zin/Z0|值。
图10 MMC的微波吸收机理示意图。
图11比较不同材料的微波吸收性能:RLmin (a)、EAB (b)对应的匹配厚度。
相关科研成果由西北工业大学Baoliang Zhang等人于2021年发表在Chemical Engineering Journal（https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.130591）上。原文：Template-free self-assembly of MXene and CoNi-bimetal MOF into intertwined one-dimensional heterostructure and its microwave absorbing properties。
张宝亮
学院:化学与化工学院
学历:博士研究生毕业
学位:博士
职称:教授
职务:院长助理
学科:材料科学与工程-材料学,化学-高分子化学与物理,化学工程与技术-应用化学
工作经历 Work Experience
2020.07至今 西北工业大学化学与化工学院，教授
2018.07至今 西北工业大学化学与化工学院，博士生导师
2017.06-2020.07 西北工业大学理学院应用化学系，副教授
2016.07至今 西北工业大学理学院应用化学系，硕士生导师
2014.01-2017.06 西北工业大学理学院应用化学系，讲师。
科学研究 Scientific Research
主要研究方向为：（1）有机/无机杂化微球/微囊的设计制备与应用研究；（2）多孔材料合成方法学研究；（3）新型吸附分离材料开发；（4）多孔材料在吸波、蛋白纯化、能源、水处理等领域的应用研究。
主持科研项目：
主持国家自然科学基金面上项目一项“受限自缩聚法合成管状聚合物纳米纤维形成机制探究及新材料开发与应用”，2020.01-2023.12
主持国家自然科学基金青年基金项目一项“蛋白印迹液晶光致变色膜的构筑与识别过程可视监测方法建立”，2018.01-2020.12
主持国家自然科学基金——国际(地区)合作与交流项目一项“The preparation of protein imprinting liquid crystal photochromic membranes and visual detection of separation processes”，2017.04.01-2019.03.31
主持陕西省自然基金项目一项“温敏型各向异性磁性微胶囊的可控制备及药物控释性研究”，2015.01-2016.12
主持航天科技创新基金项目一项“耐高温硅橡胶用硅氮聚合物固化剂的研究”，2016.01-2017.12
主持西北工业大学基础研究基金项目一项“温敏型各向异性磁性微胶囊的可控制备及药物控释性研究”，2014.06-2016.06
主持西北工业大学布局培育类项目一项“负载与吸附功能高分子多孔颗粒结构调控与应用”，2014.06-2016.06
主持西北工业大学科研启动项目一项“新型高效磁性蛋白分子印迹微球材料的结构调控与应用研究”，2014.01-2015.01
荣誉获奖 Awards Information
陕西省"青年科技新星"荣誉称号，2018. 07
"理学之星"优秀青年教师奖，2017. 12
西北工业大学“优秀班主任”，2019.09
西北工业大学“双带头人”支部书记工作室——理学院应用化学党支部张宝亮工作室负责人，2019.09
“吸附分离聚合物材料结构调控与产业化应用关键技术”，第四完成人，国家科技进步二等奖，2017.12
“系列新型吸附功能高分子材料制备与应用技术”，第三完成人，陕西省科学技术奖二等奖， 2016.02
“系列新型吸附功能高分子材料制备与应用技术” ，第三完成人，陕西省国防科学技术进步一等奖 2015.07
“系列新型负载与吸附功能高分子材料研制与应用技术”，第四完成人，产学研创新成果奖，2016.11
“多功能新型磁性复合微球的结构调控与应用”，第一完成人，陕西省百篇优秀博士论文，2016.12
学术成果 Academic Achievements
2021
63. Yang, Zuoting., Cui, Yuhong., Zhang, Yunfei., Liu, Pei., Zhang, Qiuyu., & Zhang, Baoliang*..SIdentification of imprinted sites by fluorescence detection method based on reversible dynamic bond modified template protein. Composites Part B: Engineering, 223 (2021), 109154.
62. Yang, Ke., Cui,Yuhong., Liu, Zihao., Liu, Pei., Zhang, Qiuyu., & Zhang, Baoliang*..Design of core–shell structure NC@MoS2 hierarchical nanotubes as high-performance electromagnetic wave absorber. Chemical Engineering Journal, 426 (2021), 131308.
61. Wang, Yabin*., Zhang, Baoliang*., Ding, Xiuping., Du, Xin*.. Dendritic mesoporous organosilica nanoparticles (DMONs): Chemical composition, structural architecture, and promising applications. Nano Today, 39 (2021), 101231.
60. Yang, Zuoting., Zhang, Yunfei., Ren, Jianquan., Zhang, Qiuyu., & Zhang, Baoliang*.. Cobalt-Iron Double Ion-Bovine Serum Albumin Chelation-A