第一作者：Michael Green
通訊作者：Xiaobo Chen
通訊單位：美國密蘇里大學堪薩斯分校
研究亮點：
1. 通過在Mg / H2環境中進行熱處理TiO2納米顆粒進行微調，實現微波吸收。
2. 通過處理溫度可以有效地控制微波吸收位置和效率。
氫化技術處理二氧化鈦
微波頻率下材料與電磁輻射之間的相互作用對雷達探測、通信、信息處理和運輸等民用和軍事應用都具有重要意義。偶極子旋轉或磁疇共振是微波吸收的主要機制。近年來對氫化二氧化鈦納米粒子的微波吸收性能的研究為我們提供了一種新的方法，即通過氫化來控制納米粒子內部的結構缺陷。氫化過程是通過將納米材料暴露于氫氣環境下進行加熱、加壓處理，導致TiO2晶體表面出現無序，將氫化技術與其他材料處理方法結合，可以用于提高材料的性能。
成果簡介
有鑒于此，美國密蘇里大學堪薩斯分校Xiaobo Chen等人證明了二氧化鈦納米粒子在Mg/H2環境中進行熱處理不僅可以實現微波吸收，而且可以對吸收位置和效率進行微調。
圖1. 熱處理TiO2反射損耗性能。
要點1：鎂/氫氣處理二氧化鈦
鎂/氫氣處理的二氧化鈦是指在純氫氣環境下，將鎂粉和二氧化鈦納米顆粒的混合物高溫加熱3h，加熱溫度在450 °C-700°C之間，間隔為50°C。利用透射電鏡(TEM)和高分辨透射電鏡(HRTEM)觀察到了結構缺陷。
圖2. 形貌與物相表征。
要點2：Mg/H2處理的二氧化鈦納米粒子具有較強的微波吸收性能
研究發現，處理溫度對微波吸收的位置和效率有較大的影響。隨著溫度的升高，微波吸收位置減小，向低頻區移動；隨著處理溫度的升高，吸收效率先升高后降低，因此可以通過最優處理溫度來獲得最大效率。
圖3. 微波吸收表征。
小結
因此，本研究豐富了我們對二氧化鈦基納米材料的微波吸收的理解，還可能會啟發其他可以提高其性能的新思路。
參考文獻
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
