DOI: 10.1007/s40820-022-00986-3

新型无线电技术和设备的应用不可避免地会造成电磁污染。经证实，一维聚合物基复合膜结构是获得高性能微波吸收剂的有效策略。在此，本研究报道了一种一维N掺杂碳纳米纤维材料，其中采用静电纺丝技术将中空Co3SnC0.7纳米立方体封装在纤维内腔中。纳米颗粒之间形成的空间电荷堆叠可以通过纵向纤维结构引导。纤维的介电常数与碳化温度高度相关，通过Co3SnC0.7与碳网络之间的协同效应可以实现较大的阻抗匹配。800℃下，具有5%低负载的项链状Co3SnC0.7/CNF在2.3mm处的RL值为-51.2dB，当匹配厚度为2.5mm时，其有效吸收带宽为7.44GHz。纤维和纤维内部之间的多重电磁波（EMW）反射和界面极化对衰减EMW有着重要影响。这些用于调节电磁性能的策略可以扩展到其他电磁功能材料中，以促进新型吸收剂的开发。

图1.Co3SnC0.7/CNF合成示意图（a）；温度和含量与样品缺陷浓度和成分之间的关系（b）

图2.PANF、CoSnO3/PANF、CNF和Co3SnC0.7/CNF-800的XRD图谱（a）；CNF（样品1）、Co3SnC0.7/CNF-700（样品2）、Co3SnC0.7/CNF-800（样品3）和Co3SnC0.7/CNF-900（样品4）的拉曼光谱（b,c）；CoSnO3/PANF的数字图像（d）；CoSnO3/PANF（e）和Co3SnC0.7/CNF-800（f）的SEM图像；Co3SnC0.7/CNF-800的低（g）和高清晰度TEM（h）；样品Co3SnC0.7/CNF-800的XPS光谱；全谱（j）；精细光谱：C1s（k），Co2p（l），Sn3d（m）

图3.CoSnO3/PANF（a）、预氧化后的CoSnO3/PANF（b）、Co3SnC0.7/CNF-700（c）、Co3SnC0.7/CNF-900（d）和Co3Sn0.7/CNF-800（e）的SEM图像；Co3SnC0.7/CNF-800的元素映射（f）

图4.介电常数实部（a）和虚部（b）；tanδE曲线（c）；磁导率实部（d）和虚部（e）；tanδM曲线（f）；Co3SnC0.7/CNF-800的Cole-Cole曲线（g），CoSnO3/PAN、Co3SnC0.7/CNF-700、Co3Sn0.7/CNF-800和Co3Sn0.7/CNF-900的C0曲线（h）

图5.CoSnO3/PAN（a1）、CNF（b1）、Co3SnC0.7/CNF-700（c1）和Co3SnC0.7/CNF-900（d1）的3D反射损失；CoSnO3/PAN（a2）、CNF（b2）、Co3SnC0.7/CNF-700（c2）和Co3Sn0.7/CNF-900（d2）的2D有效带宽

图6.Co3SnC0.7/CNF-800的3D反射损耗（a）和带宽（b）；Co3SnC0.7/CNF-700、Co3SnC0.7/CNF-800和Co3Sn0.7/CNF-900的3D有效带宽（c），以及2.3mm下所有样品的反射损耗（d）；五种样品的有效带宽与匹配厚度之间的关系（e），五种样品的反射损耗与匹配厚度之间的关系（f）

图7.在λ/4波长下，Co3SnC0.7/CNF-700（a）、Co3SnC0.7/CNF-800（b）和Co3SnC0.7/CNF-900（c）匹配厚度（tm）的匹配频率（fm）依赖性；CoSnO3/PANF（d）、CNF（e）、Co3SnC0.7/CNF-700（f）、Co3Sn0.7/CNF-800（g）和Co3Sn0.7/CNF-900（h）的阻抗匹配|Zin/Z0|；五种样品的衰减常数（i）

图8.CoSnO3掺杂量与最终产物相变之间的关系（a）；S100、S300、S400和S500的XRD（b）和拉曼（c）光谱；S100（d）、S300（e）、S400（f）和S500（g）的SEM图像

图9.S100、S300、S400和S500的介电参数曲线（a,b）；S100（c）、S300（d）、S400（e）和S500（f）的3D反射损失

图10.Co3SnC0.7/CNF复合材料的EMW波吸收机制示意图