DOI: 10.1016/j.carbon.2023.03.043

轻质特性和高效吸收性能是微波吸收剂在实际应用中需要考量的两个重要因素，但目前两者仍面临着相当大的冲突。在本文中，作者建议将蚀刻和静电纺丝技术相结合，构建大孔磁性碳纤维（MMCFs），同时解决与轻质特性和优异吸收性能相关的冲突。具体而言，首先将ZIF-67纳米立方体蚀刻成中空结构，并通过静电纺丝有效地嵌入PAN纤维中，随后的热解会将获得的纤维转化为MMCFs，其中内部中空ZIF-67纳米立方体转化为大孔磁性纳米立方体，PAN纤维碳化为碳纤维。得益于中空大孔腔、导电网络和介电-磁协同效应的优势，与大多数报道的金属-有机框架衍生物相比，在5wt%的超低填料负载下，所制备的MMCFs表现出优异的微波衰减性能。最大吸收强度有望达到-49.4dB的高值，有效带宽达到10.8GHz。这项工作克服了MOFs衍生吸收剂填料负载量较低的重要限制，为开发超轻吸收剂以满足电磁防护需求提供了新的前景。

图1.MMCFs的制备过程示意图。

图2.ZIF-67纳米立方体（a,b）、h-ZIF-67（c,d）、h-ZIF-67@PAN纤维（e,f）和MMCFs（g-i）的SEM和TEM图像。

图3.MNCs、HMNCs、MCFs和MMCFs的XRD图谱（a）、拉曼光谱（b）和磁滞回线（c），MMCFs的C1s（d）、Co2p（e）和N1s（f）。

图4.MNCs、HMNCs、MCFs和MMCFs的相对复介电常数（a）、相对复磁导率（b）、介电损耗正切（c）和磁损耗正切（d）。

图5.MNCs（a）、HMNCs（b）、MCFs（c）和MMCFs（d）的Cole-Cole图。

图6.MNCs、HMNCs、MCFs和MMCFs的RL值（a,c,e,g）、2D投影（b,d,f,h）、RL值的比较（i）和有效带宽（j），MMCFs与其他MOFs衍生物相比的比反射损耗（k）。

图7.MNCs（a）、HMNCs（b）、MCFs（c）和MMCFs（d）的Δ值。

图8.HMCFs的内在吸收机制。