TiO2纳米粒子的微波吸收新进展

来源：纳米人

第一作者：Michael Green

通讯作者：Xiaobo Chen

通讯单位：美国密苏里大学堪萨斯分校

研究亮点：

1. 通过在Mg / H2环境中进行热处理TiO2纳米颗粒进行微调，实现微波吸收。

2. 通过处理温度可以有效地控制微波吸收位置和效率。

氢化技术处理二氧化钛

微波频率下材料与电磁辐射之间的相互作用对雷达探测、通信、信息处理和运输等民用和军事应用都具有重要意义。偶极子旋转或磁畴共振是微波吸收的主要机制。近年来对氢化二氧化钛纳米粒子的微波吸收性能的研究为我们提供了一种新的方法，即通过氢化来控制纳米粒子内部的结构缺陷。氢化过程是通过将纳米材料暴露于氢气环境下进行加热、加压处理，导致TiO2晶体表面出现无序，将氢化技术与其他材料处理方法结合，可以用于提高材料的性能。

成果简介

有鉴于此，美国密苏里大学堪萨斯分校Xiaobo Chen等人证明了二氧化钛纳米粒子在Mg/H2环境中进行热处理不仅可以实现微波吸收，而且可以对吸收位置和效率进行微调。

图1. 热处理TiO2反射损耗性能。

要点1：镁/氢气处理二氧化钛

镁/氢气处理的二氧化钛是指在纯氢气环境下，将镁粉和二氧化钛纳米颗粒的混合物高温加热3h，加热温度在450 °C-700°C之间，间隔为50°C。利用透射电镜(TEM)和高分辨透射电镜(HRTEM)观察到了结构缺陷。

图2. 形貌与物相表征。

要点2：Mg/H2处理的二氧化钛纳米粒子具有较强的微波吸收性能

研究发现，处理温度对微波吸收的位置和效率有较大的影响。随着温度的升高，微波吸收位置减小，向低频区移动；随着处理温度的升高，吸收效率先升高后降低，因此可以通过最优处理温度来获得最大效率。

图3. 微波吸收表征。

小结

因此，本研究丰富了我们对二氧化钛基纳米材料的微波吸收的理解，还可能会启发其他可以提高其性能的新思路。

参考文献

Michael Greena, Anh ThiVan Tran，Russell Smedley，Adam Roach，James Murowchick，Xiaobo Chen. Microwaveabsorption of magnesium/hydrogen-treated titanium dioxide nanoparticles. NanoMaterials Science. 2019

DOI:10.1016/j.nanoms.2019.02.001

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2589965119300017