面对日益严重的电磁波辐射和干扰的负面影响，设计和制备优异的微波吸收材料具有重要意义。将金属有机框架（MOFs）与一维（1D）碳纳米纤维相结合是提高微波吸收性能的重要方法。

近期，东华大学张礼颖副教授&黄莉茜教授采用种子辅助原位静电纺丝法合成了C/氧化锌（ZnO）纳米纤维复合材料，其前体为锌基沸石咪唑酯骨架（ZIF-8）。独特的多孔结构和C与ZnO之间形成的异质界面促进了微波的散射和多次反射。在界面极化损耗、偶极极化损耗和传导损耗的共同作用下，C/ZnO纳米纤维复合材料表现出优异的微波吸收性能。7.5GHz时的最小反射损耗（RLmin）为-58dB，有效吸收带宽（EAB）达到6.5GHz。这项工作为利用碳材料和MOF纳米颗粒的组合开发高效微波吸收材料提供了一种创新型方法。

图1.样品制备策略示意图。

图2.（a）PZ-0、（b）PZ-1、（c）PZ-2、（d）C/ZnO-0、（e）C/ZnO-1和（f）C/ZnO-2纳米纤维的FESEM图像；（g）C/ZnO-2的HRTEM图像（插图为ZnO的衍射图）；（h）C/ZnO-2纳米纤维的TEM图像和元素图谱。

图3.（a）PZ-0、PZ-1和PZ-2的XRD衍射图，（b）XPS图谱，（c）XPS光谱，（d）拉曼光谱，（e）平均缺陷距离（Ld）和缺陷密度（nd），以及（f）C/ZnO-0、C/ZnO-1和C/ZnO-2的BET信息。

图4.（a-c）3D RL图，（a’-c’）不同厚度下的2D轮廓图，以及（a’-c’）C/ZnO-0、C/ZnO-1和C/ZnO-2纳米纤维在选定厚度下的RL曲线。

图5.（a）C/ZnO-0、C/ZnO-1和C/ZnO-2纳米纤维的ε’、（b）ε”、（c）传导损耗，（d）极化损耗，（e,f）极化损耗与传导损耗的比值，以及（g-i）ε’与B0的关系图。

图6.（a）C/ZnO-0、（b）C/ZnO-1和（C）C/ZnO-2的阻抗匹配系数；（d）衰减系数；（e）RL和四分之一波长之间的关系；（f）C/ZnO-2的RL和归一化MZ之间的关系。

图7.（a）C/ZnO-2纳米纤维的微波衰减机制；（b）C/ZnO-2与其它类似材料的比较。

图8.涂覆有（a）C/ZnO-0、（b）C/ZnO-1和（C）C/ZnO-2的完好导电层的3D RCS模拟结果；（d）完好导电层以及涂覆有C/ZnO-0、C/ZnO-1和C/ZnO-2的完好导电层的RCS值；（e）C/ZnO-2在30°、45°和60°扫描角下的RCS（雷达散射截面积）减少。

该工作以“Seed-assisted in situ ZIF-8 growth on carbon nanofibers for enhanced microwave absorption”为题发表在《Carbon》（DOI:10.1016/j.carbon.2023.118316）上。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.carbon.2023.118316