多孔BaTiO3@rGO复合气凝胶的冻融辅助合成及其离散双频吸波性能研究

本文创新性地通过冻融辅助热还原法合成BaTiO3@rGO（BTO@rGO）复合气凝胶，其独特的双峰介孔结构（2.2 nm/3.9 nm）和15.95 m2 g-1高比表面积，成功实现C波段（4.7-5.7 GHz）和Ku波段（15.4-17.6 GHz）的离散双频吸收（DDA），为5G时代电磁防护材料设计提供新思路。

　　

Highlight

冻融技术赋予BTO@rGO气凝胶革命性双峰介孔结构（2.2 nm和3.9 nm），使其比表面积飙升至15.95 m² g^-1。这种"纳米筛"结构协同rGO的缺陷偶极子和表面Ba²⁺缺失位点，犹如电磁波陷阱，在5.0 mm厚度下实现C波段（-13.8 dB）和Ku波段（-20.7 dB）的精准双频捕获，完美验证四分之一波长理论。

Results and Discussion

水热合成的BTO纳米颗粒呈现单一钙钛矿结构（图2a），与GO悬浮液复合后经抗坏血酸（AA）还原，形成BTO@rGO-FT（冻融辅助）和BTO@rGO气凝胶。冷冻电镜揭示：冻融处理使气凝胶密度降至6.2 mg cm^-3，相当于一片玫瑰花瓣的重量！XPS分析显示，冻融过程显著增加rGO中sp2杂化碳空位，同时减少BTO-rGO界面处的Ba²⁺含量，这种"双管齐下"的改性策略创造了独特的电磁耗散网络。

Conclusion

BTO@rGO-FT气凝胶如同智能电磁滤波器，其双峰介孔结构像精密调谐的共振腔，在C波段和Ku波段分别实现-13.8 dB和-20.7 dB的"电磁黑洞"效应。这项研究突破传统单频吸收局限，为开发"频段可定制"吸波材料开辟新路径。