摘 要：隨著電磁干擾（EMI）污染的問題日益凸顯，亟待研制出具有高度適應性、高效能以及高性能的EMI屏蔽材料。借助水熱法與熱處理手段能夠實現(xiàn)二硫化鉬與還原氧化石墨烯（MoS2/rGO）復合材料的制備。rGO片與在其表面原位生成的MoS2納米片共同構建三維（3D）多孔網(wǎng)絡框架，有效防止了二者的堆積。同時，MoS2納米片與rGO片的結合可以形成穩(wěn)定的3D導電網(wǎng)絡，能夠有效提升電子的導電能力和載流子的遷移速率，從而進一步降低體系的傳導損耗。此外，該復合材料優(yōu)異的EMI屏蔽性能可歸因于電磁波在材料內(nèi)部的多次反射和散射。MoS2納米片與rGO片存在的缺陷位點及其構筑的豐富界面誘導了偶極子極化和界面極化現(xiàn)象，賦予體系優(yōu)異的EMI屏蔽性能。在X波段范圍（8.2～12.4 GHz）內(nèi)，由于多重損耗機制的協(xié)同效應，在厚度為2.0 mm時，MoS2/rGO復合材料的總屏蔽效能（SET）最高可達62.7 dB（平均SET為59.9 dB）。由此可見，MoS2/rGO復合材料具備優(yōu)異的EMI屏蔽效能，為其他過渡金屬硫化物在EMI屏蔽領域的應用研究提供了理論支撐。

關鍵詞：二硫化鉬；還原氧化石墨烯；電磁屏蔽；多重損耗

中圖分類號：T348" " 文獻標識碼：A" " 文章編號：1007 - 9734 （2024） 05- 0072 - 10

DOI：10.19327/j.cnki.zuaxb.1007-9734.2024.05.010

0 引 言

科技的進步和5G時代的快速發(fā)展，智能無線通信設備的廣泛運用導致的電磁干擾（EMI）問題日益突出[1-2]。例如，雷電、太陽耀斑和靜電放電等因素產(chǎn)生的EMI會對輸電線路和電子系統(tǒng)產(chǎn)生不利影響。電磁污染問題日益嚴重，其對電子設備正常運行產(chǎn)生干擾，并導致人體健康受損[3]。因此，研究并開發(fā)高效EMI屏蔽材料已成為當務之急。

盡管大多數(shù)金屬基EMI屏蔽材料導電性較高，可用于電磁輻射防護，但其實際應用受到柔韌性差、易腐蝕、加工難度大、密度高等因素的影響[4-5]。

為了克服金屬基EMI屏蔽材料的不足，研究人員采用了多種策略，從而發(fā)掘出新型EMI屏蔽材料。碳質(zhì)材料如石墨烯、炭黑、碳納米管等，由于其優(yōu)良的輕質(zhì)、化學穩(wěn)定性、高溫耐受性、環(huán)保特性、高導電性能以及可調(diào)性等特點，在EMI屏蔽材料的研究與開發(fā)領域呈現(xiàn)巨大的應用潛力[6-7]。

石墨烯作為碳元素的一種形態(tài)，在電磁屏蔽技術領域，因其二維（2D）結構、較大的介電損耗、豐富的表面積、較高的載流子遷移速率以及多缺陷結構和低密度等特性，受到了廣泛的關注[8-9]。因此，為了制備高性能的EMI屏蔽材料，常常需要將石墨烯與其他材料進行復合。

近年來，過渡金屬硫化物（TMDs）因其卓越的化學穩(wěn)定性、獨特的層狀結構和較大的比表面積等特性，近年來成為EMI屏蔽和吸收材料的研究熱點[10-11]。其中，MoS2因其具有1T、2H和3R等多態(tài)性以及超薄結構，使得表面修飾的復雜性降低，從而呈現(xiàn)一定的定制特性。MoS2以其獨特的缺陷結構、較大的比表面積和眾多活性位點的特性，有助于多重反射和極化效應的實現(xiàn)。因此，MoS2作為一種電磁屏蔽材料具有十分廣闊的研究前景，引起學界科學家們廣泛的關注。

Sajid等研究者[8]關注了MoS2/石墨烯納米片（MoS2/GNPs）納米復合材料的合成過程。通過將GNPs整合進MoS2中，成功構建了多個界面，從而提高復合材料的界面極化程度，使其介電常數(shù)得以增大。同時，還合成并對比了物理混合復合樣品與分層樣品。研究結果顯示：MoS2夾在GNP層間時，其EMI SE約為24 dB，相較于MoS2/GNP納米復合材料（EMI SE約為21 dB），提升了近14%。

Sharma等研究團隊[9]成功研發(fā)出了一種具有堆疊結構的TPU泡沫微孔材料，其優(yōu)異的性能源于rGO/MoS2的增強作用，得益于堆疊異質(zhì)結構引發(fā)的電偶極子效應、優(yōu)異的載流子跳躍能力以及泡沫微孔結構導致的多次內(nèi)部反射，當厚度為3 mm時，7 wt% rGO/MoS2/TPU泡沫表現(xiàn)出約為32 dB的SET。

Prasad等研究人員[12]突破性地設計了一種以rGO為載體的核殼CNT/MoS2異質(zhì)結構（CNT/MoS2-rGO），在檢測EMI屏蔽效果時，該復合材料在MoS2納米片與MoS2-rGO納米雜化物之間展示出了卓越的性能，厚度約1 mm的復合材料SET值達到了40 dB。研究表明：通過將石墨烯與MoS2復合可以有效提高EMI屏蔽性能。但此體系EMI屏蔽效能的提升仍具有巨大的探索空間和潛力。眾所周知，前驅體的類型對生成物的結構和性能具有一定的影響。

在此研究中，我們采用MoO3-EDA作為鉬源，L-Cys作為硫源，進而通過水熱和退火處理得到了MoS2/rGO復合材料。在制備過程中，MoO3-EDA的濃度梯度引導的擴散作用有利于MoS2納米片的生成；L-Cys不僅能為鉬離子和硫離子提供反應生成MoS2的介質(zhì)，還能對GO進行適度改性，確保MoS2納米片能夠高效地附著在rGO基底上。

在本研究中，通過調(diào)控鉬源的加入量來調(diào)節(jié)MoS2/rGO復合材料的微觀結構，進而優(yōu)化其EMI屏蔽性能，并對其屏蔽機理進行了相關闡述。

1 實驗過程

1.1" 實驗試劑

本實驗的實驗試劑包括：乙二胺（C2H8N2，分析純，天津市科密歐化學試劑有限公司）、L-半胱氨酸（C3H7NO2S，分析純，上海麥克林生化科技股份有限公司）、四水合鉬酸銨（（NH4）6Mo7O24?4H2O，分析純，天津市化學試劑四廠凱達化廠）、無水乙醇（C2H6O，分析純，國藥集團化學試劑有限公司）、濃鹽酸（化學純，洛陽化學試劑廠）、去離子水（H2O，自制）。

1.2" 實驗儀器

本實驗實驗儀器包括：電子天平（BS124S，賽多利斯科學儀器（北京）有限公司），浴磁力攪拌器（79-1，江蘇正基儀器有限公司），超聲波清洗儀（KQ3200E，昆山市超聲儀器有限公司），電熱恒溫鼓風干燥箱（101-1AB，北京中興偉業(yè)世紀儀器有限公司），冷凍干燥機（FD-1A-50，上海比朗儀器制造有限公司），高速離心機（H1650，湖南湘儀儀器開發(fā)有限公司），高壓反應釜（50 mL，不銹鋼制，江蘇海安石油科研儀器廠），管式爐（OTF-1200X，合肥科晶材料技術有限公司）。

1.3" MoS2/rGO的制備

MoO3-EDA納米線的制備：MoO3-EDA納米線的制備參考其他文獻已有報道[13]。在實驗過程中，首先在室溫環(huán)境下，通過磁力攪拌將樣品混合均勻。接著，將1M HCl水溶液滴加至樣品中，直至觀察到白色沉淀的形成。將溶液的酸堿度（pH）控制在4～5范圍內(nèi)后將此溶液在50 ℃條件下水浴反應4h，在反應流程結束后，采用乙醇與去離子水混合溶劑進行多次洗滌，通過冷凍干燥后收集目標產(chǎn)物，以備后續(xù)實驗所需，同時將所獲得的產(chǎn)物命名為MoO3-EDA。

MoS2/rGO的制備：本研究采用改進的Hummers法進行GO的制備。MoS2/rGO的合成流程如下：首先稱取MoO3-EDA（0.2 g）于去離子水（20 mL）中進行超聲分散，隨后將L-Cys（1.134 g）加入，并通過超聲波分散使其形成均相溶液A，與此同時，準備溶液B，通過磁力攪拌獲得GO溶液（5 mg/mL，40 mL）。在接下來的步驟中，將均相溶液A加入溶液B，通過磁力攪拌以確保兩種溶液充分混合。緊接著，將得到的混合溶液轉移至反應釜內(nèi)，并在200 ℃的條件下進行水熱反應，反應時間為12 h。反應完成后，取出所得樣品，將其置于去離子水中反復浸泡，期間定期更換水。隨后，將所得樣品置于瓷舟之中并放入管式爐內(nèi)。在氬氣環(huán)境下，實施退火處理，以每分鐘5 ℃的升溫速度將溫度升至750 ℃，持續(xù)反應2 h，從而獲得最終產(chǎn)物，命名為MoS2/rGO。MoS2按照水熱法制備作為對照，同時根據(jù)不同鉬源（MoO3-EDA）添加量（0.2g、0.4g、0.6g）分別命名為MoS2/rGO-X（X=1，2，3）。

1.4 材料表征

材料表面的形態(tài)和結構表征利用掃描電子顯微鏡（SEM，JSM7001F和EDS X-act）獲取。X射線衍射儀（XRD，Smart Lab 3K）可用來分析樣品的物相組成。

材料的結構和缺陷程度利用拉曼光譜儀（Raman，LabRAM HR Evolution，HORIBA Scientific，k=532 nm）進行分析。樣品的表面元素以及化學結構分別利用X射線光電子能譜（XPS，Thermo Scientific K-Alpha）和傅立葉變換紅外光譜（FTIR，Nicolet iS10，Nicolet，USA）獲取。

1.5 電磁屏蔽性能測試

在電磁波與EMI屏蔽材料相互作用的過程中，其能量會以三種主要途徑實現(xiàn)衰減：這三種途徑分別是表面反射、內(nèi)部吸收以及內(nèi)部多次反射。這些衰減途徑分別對應反射損耗（SER）、吸收損耗（SEA）以及多次反射損耗（SEM），單位為dB。當SET超過10 dB時，可忽略多次反射損耗的影響，可用公式（1）來表示[14]：

[SET = SER+SEA+SEM ≈ SER+SEA] （1）

EMISE可以通過樣品的S參數(shù)來確定，這些參數(shù)由矢量網(wǎng)絡分析儀（VNA，Agilent Model N5234A）并結合波導法在X波段（8.2～12.4 GHz）進行測試得到，其中需要將樣品與石蠟按照特定比例借助模具進行混合壓制成23 mm（長）×10 mm（寬）×2 mm（高）的矩形塊。散射參數(shù)（S11和S21）反映了電磁波的衰減和耗散能力。根據(jù)公式（2）和（3），可以計算出SER與SEA的特定數(shù)值[15]：

[SER=10 log11-S112] （2）

[SEA=10 log（1-S112）S212] （3）

2 實驗結果與討論

圖1為MoS2/rGO復合材料的制備過程。在此合成過程中，首先采用水浴法和冷凍干燥技術制備出均勻分布的MoO3-EDA納米線（圖2），然后以其為鉬源與硫源（L-Cys）水熱反應生成MoS2，同時借助L-Cys的還原劑與橋接劑的作用對GO片進行修飾。GO片的邊緣和表面富含眾多官能團和缺陷，為MoS2納米片的成核提供了豐富的位點，從而有利于MoS2納米片在GO片上的良好附著。

在水熱處理過程中，L-Cys分解生成S2-離子，同時MoO3-EDA分解產(chǎn)生Mo3O102-離子，這兩種離子在靜電力的作用下被吸附在GO表面，在表面能的驅動下使得MoS2納米片成功地附著在GO片表面[16]。在高溫退火過程中，GO可被進一步還原為rGO，同時有助于提高MoS2的結晶度，而且該過程還可促使MoS2與rGO緊密相互接觸。

2.1" MoS2/rGO復合材料的結構分析

圖3（a）所示為rGO、MoS2以及MoS2/rGO的XRD圖，可以清楚地看出，MoS2/rGO-1具有MoS2（JCPDS NO.37-1492）[13]和rGO（JCPDS NO.50-0926）[17]的特征衍射峰。

圖3（b）給出了不同鉬源含量制備的MoS2/rGO-X的XRD圖譜，觀察可知，MoS2/rGO-X樣品明顯呈現(xiàn)MoS2（JCPDS NO.37-1492）與rGO（JCPDS NO.50-0926）的特定衍射峰。在進一步的分析中，觀察到MoS2的衍射峰強度隨著鉬源含量的增加而不斷增強，這一現(xiàn)象可以歸因于溶液中鉬離子濃度的升高，在某些情況下會出現(xiàn)過飽和狀態(tài)，進而促進MoS2納米片的生成量增加。相反，隨著鉬源含量的增加，rGO的衍射峰強度呈逐步下降態(tài)勢。這一現(xiàn)象可能是由于rGO在體系中的相對比例下降，同時，鉬源過量會導致MoS2納米片在rGO表面發(fā)生堆積和凝聚現(xiàn)象。

圖3（c）為rGO、MoS2和MoS2/rGO-1的FTIR圖，在3436 cm?1附近的峰主要對應于水分子的OH拉伸模式。對于GO，1734 cm?1處的峰表示羧基C-O的拉伸，1637 cm?1處的峰則對應的是sp2雜化碳原子上的C-C的拉伸，1416 cm?1的峰與C-OH基團的變形振動相關，而1259 cm?1和1046 cm?1的峰分別對應于C-O-C拉伸和C-O鍵的拉伸[18]。在2921 cm?1與2854 cm?1位置的峰，主要源于CH2基團伸展鍵的生成[19]。

相對于GO，rGO中的C=O、C-OH以及C-O-C的振動位移減弱或消失，可以證實GO已被還原為rGO[19]。對于MoS2/rGO-1，從圖中可以看到，其C=C鍵和C-O鍵的位置均發(fā)生了變化，C=C鍵的振動峰從1637 cm?1偏向1580 cm?1，C-O鍵的振動峰也從1051 cm?1偏向1166 cm?1，偏移的主要原因是MoS2與rGO之間存在的相互作用。

rGO以及MoS2/rGO-X的拉曼光譜如圖3（d）所示，可以觀察到在1330 cm?1和1585 cm?1的附近出現(xiàn)的兩個特征峰分別代表石墨烯的D（缺陷）帶和G（石墨）帶。

通常可通過計算D帶與G帶的強度比值（ID/IG）來對石墨烯的缺陷程度進行評估[20]。ID/IG值不僅有助于識別樣品表面/邊緣的缺陷和無序程度，還能作為sp2雜化結構的平均晶粒尺寸的參考。

由計算結果可以得出，MoS2/rGO-XrGO和ID/IG值的ID/IG值有所不同，其數(shù)值分別為2.53、1.91、2.11和2.43。研究表明：MoS2/rGO-1復合材料的ID/IG值最小，這意味著MoS2/rGO-1具有較高的石墨化程度和較好的電導性。值得注意的是，電導率的提升對電磁屏蔽材料的屏蔽效果有一定影響。通常來說，電導率的增強有助于提高EMI屏蔽性能[21]。

同時，隨著鉬源含量的增加，MoS2/rGO-X的石墨化程度也呈現(xiàn)上升趨勢。原位生成MoS2納米片得益于鉬源含量的升高，這一過程發(fā)生在rGO片表面。諸多異質(zhì)界面及缺陷位點對晶格有序性產(chǎn)生破壞，進而引發(fā)晶格缺陷數(shù)量的累積。這一過程不斷增強了D帶的強度，最終導致ID/IG值的上升。

通過對MoS2/rGO-1復合材料進行XPS分析可以了解其化學組成及表面價態(tài)。圖4（a）表明復合材料中涵蓋了碳（C）、氧（O）、鉬（Mo）以及硫（S）四種元素。

在圖4（b）展示的C 1s光譜中，284.4 eV處峰與C原子的sp2雜化相吻合。這意味著在MoS2/rGO-1復合材料中，C原子主要以C-C鍵的形式存在，從而推斷出在熱處理過程中，大部分GO已被轉化為rGO[22]。位于285.2 eV和288.7 eV的結合能峰分別對應C-S和C=O鍵，揭示了異質(zhì)界面在rGO與MoS2之間的形成[23]。同時，C=O鍵的強度較弱，進一步證實了GO成功被還原為rGO的事實[22]。

在圖4（c）的Mo 3d光譜中，229.5 eV與232.6 eV的結合能峰分別對應MoS2的Mo 3d5/2和Mo 3d3/2，這說明在MoS2/rGO-1復合材料中，Mo主要以Mo4+的價態(tài)存在[24]。此外，226.4 eV結合能峰與MoS2的S 2s相對應，而235.8 eV結合能峰的產(chǎn)生是由于部分Mo被rGO表面的氧分子氧化形成了更高價態(tài)的Mo6+[25]。

在S 2p光譜的分析中（圖4（d）），162.4 eV與163.6 eV的結合能峰分別對應MoS2的S 2p3/2和S 2p1/2軌道。同時，164.5 eV與168.6 eV的結合能峰值分別與C-S-C和C-SOx-C相關[26]。C-S-C的出現(xiàn)可以歸結為MoS2與rGO之間的相互作用，而C-SOx-C則源于材料表面硫原子的氧化過程。

上述分析結果不僅證實了MoS2/rGO復合材料的順利合成，并且揭示了各組分之間的相互作用。

2.2" MoS2/rGO復合材料的形貌分析

通過對制備的MoS2/rGO復合材料進行SEM表征分析，從而深入了解材料的微觀結構以及在反應過程中的變化。圖5（a）清楚地揭示了rGO是以片層形式堆疊所構成的多孔結構，圖內(nèi)右上角純MoS2呈現(xiàn)為花狀微球并且彼此堆積聚集，具有明顯的團聚現(xiàn)象。

圖5（b）給出了MoS2/rGO-1的SEM圖，可以觀察到在rGO片上均勻分布的MoS2納米片。這是因為在制備過程中，L-Cys起到了多重作用[27]，其既可以提供硫源與MoO3-EDA反應生成MoS2，還可以充當還原劑和接枝劑來修飾GO，進而使得MoS2能夠更好地在rGO表面原位生長。

MoS2納米片與rGO片的緊密融合，不僅提高了體系的比表面積，還形成了眾多的異質(zhì)界面和豐富的活性位點。這有利于產(chǎn)生極化損耗，以減弱電磁波的影響，同時有效防止MoS2納米片和rGO片的堆疊和團聚，從而增強了復合材料的穩(wěn)定性。

圖5（b-d）的分析揭示了如下現(xiàn)象：在L-Cys的加入量保持恒定的情況下，MoO3-EDA的加入量逐步增加，導致MoS2納米片的堆疊和聚集趨勢逐漸顯現(xiàn)。這一現(xiàn)象的產(chǎn)生可以歸因于MoO3-EDA的過量使用，它使得鉬離子在溶液中的濃度達到過飽和狀態(tài)，進而加速了MoS2納米片的成核與生長過程，從而在rGO片層上形成堆積和團聚。

圖5（e）為MoS2/rGO-1復合材料的EDS圖，可以看到C、Mo、S和O元素在復合材料中均勻分布，進一步證明了復合材料的成功制備，且與XRD和SEM表征的分析結果一致。

2.3" MoS2/rGO復合材料的電磁屏蔽性能分析

復合材料的EMI屏蔽性能與其電導率之間顯示出了明顯的正相關性，電導率的提高能夠顯著增強材料的EMI屏蔽效能。

本研究通過將MoS2/rGO-1與石蠟以不同質(zhì)量比混合，然后壓制成矩形塊，以評估其電導率（圖6a）。研究發(fā)現(xiàn)：復合材料的電導率隨著MoS2/rGO-1含量的上升呈現(xiàn)先增后減的趨勢，這可能與填料的間斷性或低濃度有關。過多或過少的MoS2/rGO-1添加量可能會對連續(xù)導電網(wǎng)絡的形成產(chǎn)生不同程度的影響，從而降低整體電導率。

當MoS2/rGO-1的含量達到40 wt%時，電導率可達最高值（1.24 S/cm）。這一現(xiàn)象主要得益于rGO的3D多孔性質(zhì)和其本身卓越的導電性能，以及MoS2納米片與rGO片相互結合形成的3D導電網(wǎng)絡，這些因素都有助于電子的傳輸和移動。因此，MoS2與rGO的協(xié)同作用使得體系的電導率得到顯著提升。

如圖6（b）所示，隨著MoS2/rGO-1含量的增加，可以看出SET值呈現(xiàn)先上升后下降的明顯趨勢，這一變化與電導率的變化趨勢相吻合。特別是在MoS2/rGO-1復合材料的填料比為40 wt%時，展現(xiàn)出最佳屏蔽性能，最高SET可達62.7 dB，這一數(shù)值遠高于商業(yè)應用所需求的20 dB標準。

優(yōu)異的EMI屏蔽性能得益于MoS2納米片與rGO 3D網(wǎng)絡結構的巧妙融合，有利于構建連貫穩(wěn)定的3D導電網(wǎng)絡，進而提升體系的傳導損耗。與此同時，MoS2與rGO的復合會產(chǎn)生更多的異質(zhì)界面和缺陷，有利于界面極化和偶極子極化的生成，從而使復合材料的EMI屏蔽性能更為卓越。

因此，MoS2與rGO的協(xié)同作用不僅優(yōu)化了體系的導電性，也顯著提高了其在X波段內(nèi)的EMI屏蔽性能。平均SER、SEA和SET的計算可以揭示反射與吸收在總屏蔽性能中的作用，從而更深入地探討反

射與吸收這兩種機制對總屏蔽性能做出的貢獻。

從圖6（c）可以看出，所有樣品的平均SEA均大于SER，這意味著在EMI屏蔽過程中，SEA起到了比SER更為重要的作用。

如圖6d所示，相較于SER/SET，所有樣品的SEA/SET比值均呈現(xiàn)明顯的優(yōu)勢，特別是在MoS2/rGO-1的質(zhì)量百分比超過40 wt%的情況下，SET中SEA的貢獻率超過90%，這突出表明SEA在增強EMI屏蔽效能方面具有至關重要的作用，同時也說明復合材料的SET是以SEA為主導。這主要得益于體系3D的網(wǎng)絡結構以及MoS2與rGO復合所形成的眾多界面與缺陷協(xié)同促進了對電磁波的有效吸收。

圖6（e）展示了采用不同MoO3-EDA添加量（0.2g、0.4g和0.6g）制備的MoS2/rGO-X與石蠟以40 wt%的比例混合后，壓制成矩形塊所進行的電導率測試結果。當MoO3-EDA添加量為0.2g時，所得到的MoS2/rGO-1復合材料的電導率達到了1.24S/cm，這一數(shù)值遠高于rGO、MoS2/rGO-2和MoS2/rGO-3。

MoO3-EDA含量的提高致使電導率下降，主要是由于MoO3-EDA含量的增多會加快MoS2納米片的成核與生長過程，進而導致MoS2納米片的堆疊與團聚，阻礙了有效電子傳輸路徑的形成，最終降低了體系的電導率。

從圖6（f）可以看出，相較于rGO，復合材料的EMI屏蔽性能更加優(yōu)異，這表明材料的復合是十分有效的。在一系列樣品中，MoS2/rGO-1展現(xiàn)出了卓越的EMI屏蔽效能，其最高SET可達62.7 dB，平均SET為59.9 dB。此優(yōu)異的EMI屏蔽效果主要得益于rGO的3D網(wǎng)絡架構、MoS2較大的比表面積以及豐富的活性位點，這些特性使得入射電磁波能夠被有效捕捉并引發(fā)多次反射；同時，rGO與MoS2復合可以構筑較多異質(zhì)界面并引入更多的缺陷，有助于極化損耗，從而有助于電磁波的衰減。然而，隨著MoO3-EDA含量的增加，MoS2/rGO-X的EMI屏蔽性能卻呈下降趨勢。這主要是由于MoO3-EDA含量的增加會導致MoS2納米片在rGO片上出現(xiàn)堆積和團聚現(xiàn)象，構建電子傳輸通道的過程中，傳導損耗的降低導致了EMI屏蔽性能的下降。

在對比了以往的MoS2和rGO基EMI屏蔽復合材料之后，本研究中制備的MoS2/rGO復合材料在高性能EMI屏蔽材料領域顯示出了明顯的優(yōu)勢，具體數(shù)據(jù)如表1所示。[9][11-12][14][28-32]

圖7給出了體系的EMI屏蔽機理，其優(yōu)異的EMI屏蔽性能主要源于以下幾個方面：首先，在rGO片上通過原位生長形成的MoS2納米片能夠有效地抑制MoS2和rGO的堆疊。在研究過程中發(fā)現(xiàn)MoS2納米片可以借助rGO作為堅固的支撐基底，從而提高復合材料的結構穩(wěn)定性。此外，分級多孔結構和大量活性位點賦予了MoS2/rGO復合材料出色的電磁波反射和散射能力。MoS2納米片能夠緊密地附著在rGO片上，從而有助于形成連續(xù)且穩(wěn)定的3D導電網(wǎng)絡。值得注意的是，MoS2與rGO之間的電導率差異導致了它們接觸區(qū)域的大量異質(zhì)界面，這些界面類似于電容結構[33]，為電子提供了優(yōu)質(zhì)的導電途徑，促進了載流子的遷移和跳躍，從而產(chǎn)生了傳導損耗。此外，MoS2與rGO有效復合會形成較多的異質(zhì)界面，而且兩者自身具有豐富的缺陷位點，通過界面極化和偶極子極化的形成，體系的極化損耗得以提升，進而實現(xiàn)對電磁波的衰減效果。因此，MoS2/rGO復合材料憑借多重損耗的協(xié)同作用，展示出優(yōu)異的EMI屏蔽性能。

3 結 論

本研究采用了一種簡便且高效的方法成功實現(xiàn)了MoS2/rGO復合材料的制備。通過合理調(diào)控鉬源和硫源比例優(yōu)化了MoS2/rGO結構，獲得了最優(yōu)EMI屏蔽性能的MoS2/rGO復合材料。得益于rGO片與MoS2納米片的復合，有效構筑了3D多孔網(wǎng)絡結構，該結構不僅能使電磁波在材料內(nèi)部產(chǎn)生多重反射與散射，還能促進界面極化和偶極子極化效應的增強，從而改善EMI的屏蔽性能。特別是不同鉬源添加量所制備的復合材料在X波段，填料比為40 wt%且厚度為2.0 mm時平均SET均超過40 dB。其中，MoS2/rGO-1的EMI屏蔽性能最佳（平均SET為59.9 dB），遠超出商業(yè)電磁屏蔽材料的要求。因此，高性能MoS2/rGO電磁屏蔽復合材料的研究為其他2D材料在EMI屏蔽領域的應用探究提供了有效的支撐。

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責任編校：孫詠梅，劉 燕

Controllable Preparation of MoS2/rGO Electromagnetic Shielding Materials and Study of Their Properties

REN Yumei1，2，3，YANG Shuai1，YAN Zhiming1，QIN Zhen1，LI Peichen1，F(xiàn)ENG Desheng1，2

（1.School of Materials Science and Engineering，Zhengzhou University of Aeronautics，Zhengzhou 450046，China；

2.Henan Provincial Key Laboratory of Aeronautical Materials and Application Technology，Zhengzhou University of Aeronautics，Zhengzhou 450046，China

3.Key Lab for Special Functional Materials of Ministry of Education，School of Materials Science and Engineering，Henan University，Kaifeng，475004，China）

Abstract：As the problem of electromagnetic interference （EMI） pollution is becoming more and more prominent，there is an urgent need to investigate highly adaptable，efficient and high-performance EMI shielding materials.We have successfully prepared molybdenum disulfide and reduced graphene oxide （MoS2/rGO） composites by means of hydrothermal and thermal treatments.rGO sheets and MoS2 nanosheets generated in situ on their surface construct a three-dimensional （3D） porous network framework，effectively preventing the accumulation of both materials.At the same time，the combination of MoS2 nanosheets and rGO sheets can form a stable 3D conductive network，which can effectively enhance the electronic conductivity and carrier migration rate，thus further reducing the conduction loss of the system.In addition，the excellent EMI shielding performance of the composites can be attributed to the multiple reflections and scattering of electromagnetic waves inside the materials，and the defective sites of MoS2 nanosheets and rGO sheets and their rich interfaces induced dipole polarization and interfacial polarization phenomena，endowing the system with excellent EMI shielding performance.In the X-band range （8.2-12.4 GHz），the total shielding effectiveness （SET） of the MoS2/rGO composites reaches up to 62.7 dB （average SET of 59.9 dB） at a thickness of 2.0 mm due to the synergistic effect of multiple loss mechanisms.Thus，the MoS2/rGO composites have excellent EMI shielding performance，which provides theoretical support for the application of other transition metal sulfides in the field of EMI shielding.

Key words：MoS2; rGO; electromagnetic shielding; multiple loss

收稿日期：2024-04-22

基金項目：河南省高校重點科研項目（24A150045）；鄭州航院研究生教育創(chuàng)新計劃基金項目（2024CX120）

作者簡介：任玉美，女，河南商丘人，副教授，主要研究方向是功能性復合材料的制備及其在光電催化、電磁屏蔽和微波吸收方" " "面的應用。