过渡金属碳化物/氮化物(MXene)由于其金属性电导率、高比表面积、典型的层状结构、优异的分散性和高赝电容特性使得其在电化学储能、电磁屏蔽、催化和传感等领域具有广泛的应用前景。然而MXene表面丰富的含氧官能团极易造成其在环境中吸湿而造成氧化降解和性能衰退,这是目前MXene材料商业化应用的重要瓶颈之一。文献报道的抗氧化剂处理、共价交联策略和聚阴离子包裹策略虽然可以在一定程度上提高其环境稳定性,但是稳定剂的加入一方面会恶化MXene材料的高导电性,还会影响MXene材料和其他材料的兼容性。因此,在不恶化MXene固有性能的前提下,通过合理结构设计开发高耐久性MXene基功能材料具有重大意义。
近日,安徽工程大学郑贤宏副教授团队提出了一种高导电石墨烯包覆策略,基于此构筑了一种皮芯型异质结构石墨烯/MXene纤维气凝胶,具有高效持久的电磁屏蔽性能、高疏水性、高导电性、高效油水分离特性和高温隔热性能。研究内容以“Interfused core-shell heterogeneous graphene/MXene fiber aerogel for high-performance and durable electromagnetic interference shielding”为题发表在中科院一区TOP期刊《Journal of Colloid and Interface Science》(影响因子:9.96)。
【一、皮芯型异质结构石墨烯/MXene纤维气凝胶的构筑】
图1.皮芯型石墨烯/MXene纤维气凝胶的制备及其应用
【二、纤维气凝胶的表征】
图3.皮芯型石墨烯/MXene气凝胶纤维SEM图及EDS图
【三、纤维气凝胶的电磁屏蔽性能和机制】
图4. 皮芯型石墨烯/MXene纤维气凝胶电磁屏蔽性能及其屏蔽机制
【四、纤维气凝胶的油水分离性能】
图5.皮芯型石墨烯/MXene纤维气凝胶油水分离性能
【五、纤维气凝胶的隔热性能】
图6.皮芯型石墨烯/MXene纤维气凝胶隔热性能
论文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0021979722013911
论文第一/通讯作者简介
郑贤宏,男,工学博士,副教授,硕士生导师。美国The University of Texas at Dallas联培博士,合作导师为美国工程院院士Ray Baughman教授。2019年6月入职于安徽工程大学,从事智能可穿戴器件的相关研究,主要包括柔性超级电容器、电磁屏蔽、应变和压力传感器等。在上述领域以第一作者/通讯作者在Journal of Materials Chemistry A、Nanoscale、ACS Applied Materials & Interfaces、Materials & Design、Journal of Colloids and Interface Science、Composites Part A等国际期刊发表SCI论文18篇,其中包括中科院大类1区SCI论文10篇,中科院大类1区ESI高被引论文1篇,1区SCI封面论文1篇,目前主持安徽省自然科学基金项目1项,担任Advanced Functional Materials、Nano-Micro Letters、Journal of Materials Chemistry A、ACS Nano、ACS Sustainable Chemistry & Engineering、Journal of Cleaner Production、Advanced Materials Interfaces、iScience等10余个国际SCI期刊兼职审稿人。
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