DOI: 10.1021/acsanm.2c02616

本研究通过静电纺丝、煅烧和热解吡咯衍生碳涂层的简单组合，制备了一种中空核壳型ZnO/Fe3O4@C纤维。ZnO/Fe3O4纤维与碳纳米层的结合提高了纳米复合材料的介电损耗能力并获得了良好的阻抗匹配，从而实现了优异的电磁波（EMW）吸收性能。在仅2.2mm的厚度下ZnO/Fe3O4@C纳米复合材料的最小反射损耗达到-74.2dB，在2.1mm的匹配厚度下有效吸收带宽达到5.5GHz。与以往报道的ZnO或Fe3O4基复合材料相比，本工作研制的ZnO/Fe3O4@C纳米复合材料由于多种协同组分和中空纤维结构的有效设计而表现出优异的EMW吸收特性。结合简便、可扩展的制备方法，具有较高电磁波吸收性能的中空核壳型ZnO/Fe3O4@C纳米复合纤维在电磁波吸收应用中显示出巨大的潜力。

图1.ZnO/Fe3O4@C中空核壳纳米复合纤维的化学合成过程（a），ZFC-0.25和ZFC-0.40的XRD图谱（b），ZFC-0.25的XPS光谱（c-g）：全扫描（c），C1s光谱（d），Zn2p光谱（e），Fe2p光谱（f）和N1s光谱（g）。

图2.ZF（a,d）、ZFC-0.25（b,e）和ZFC-0.40（c,f）的SEM图像。ZFC-0.25的TEM图像（g-i），以及ZFC-0.25复合材料中Zn、Fe、N、O和C的元素映射（j）。

图3.相应样品的相对复介电常数（a,b）、Cole-Cole曲线（c）、介电正切损耗（d）、磁滞回线（e）和衰减系数（f）。

图4.ZF模型（a），ZFC-0.25模型（d），ZF（b）和ZFC-0.25（e）的模拟电场分布，ZF（c）和ZFC-0.25（f）的磁场分布。

图5.ZF（a1,a2,a3）、ZFC-0.25（b1,b2,b3）和ZFC-0.40（c1,c2,c3）的三维RL图、平面图和阻抗匹配图。

图6.ZnO/Fe3O4@C中空核壳纳米复合纤维的EMW吸收机理示意图。