軟木衍生3D納米多孔碳的可控轉化與微波吸收性能1)

仲翌京 翟文翔 魏新莉 吳肖

(中南林業科技大學,長沙,410004)

隨著科學技術的進步,室內領域大量的電子產品已經投入使用,如計算機、微波爐、電視等,這些電子產品大部分工作頻率處于微波范圍。當這些電子產品工作時,會向自由空間輻射電磁波,輻射出的電磁波不僅會影響其它電子產品的正常工作,且會對人體健康產生負面影響,形成電磁污染[1]。

已經使用多種技術來解決電磁污染的問題,其中由于生物炭孔隙結構豐富、比表面積大、理化穩定性高、成本低等優勢,生物炭系屏蔽材料受到了廣泛關注。出于對固體廢物再利用的考慮,各種生物質廢物包括秸稈、果殼、蔬菜等被用作制備屏蔽材料的原料。然而,大多數生物質衍生碳具有不均勻的表面形貌、無序的孔隙結構、非均質的組分分布,近年來,木炭因其質輕、環保、來源廣、介電性能出眾而被廣泛應用于電磁波吸收領域[2-3]。木炭是木材熱解的主要產物,在不同溫度下碳化的木炭具有不同的電磁學性能,當碳化溫度達到“碳化”階段(800～1 700 ℃)時,木炭可以用作電磁屏蔽材料,西部鐵杉、桐木炭在1 000 ℃的碳化溫度時,產生的最大電磁屏蔽效能(ESE)分別可達到36、61 dB,日本雪松、山姆、紅橡木、臺灣合歡在1 100 ℃碳化溫度時,最大電磁屏蔽效能(ESE)分別為28、23、32、38 dB[4],但對于其在實際應用中,高溫所產生的能源浪費及高成本問題難以解決。軟木作為一種潛在的木質碳源,是一種天然、輕質、可持續的生物質材料,具有特定的微觀形貌和孔隙結構,并且預期在較低的溫度時形成形貌較完整的導電體,可增加其在電磁領域的發展和適用性[5-8]。……