CN117551332A - 一种基于金属有机框架的宽频吸波材料及其制备方法和用途 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于金属有机框架的宽频吸波材料及其制备方法和用途，属于吸波材料领域。本发明利用三聚氰胺泡沫(MF)的多孔骨架结构和羧甲基纤维素(CMC)的层状网络结构，构筑了一种基于金属有机框架的碳泡沫材料，在该碳泡沫材料中，金属有机框架材料在内部原位生长，均匀地分布在多孔骨架和层状网络中，极大地丰富了电磁波的损耗机制，增强了材料对电磁波的衰减能力。本发明基于金属有机框架的碳泡沫材料具备高阻抗匹配特性，能够在较小的厚度范围内宽频吸收电磁波，在制备高阻抗匹配特性的轻质宽频电磁波吸收材料中应用前景广阔。
Description
技术领域
本发明属于吸波材料领域，具体涉及一种基于金属有机框架的宽频吸波材料及其制备方法和用途。
背景技术
无线电子设备的频繁使用导致了电磁污染的盛行，目前电磁污染已经排在水、空气和噪音污染之后的第四位。为了减轻电磁污染，研究人员一直在努力开发具有宽频有效吸收的电磁波吸收器。除此之外，电磁波吸收材料在雷达隐身方面具有重要意义，关乎未来武器装备的生存力和作战效能。
近年来，金属有机框架(MOF)的碳化衍生物在电磁波吸收领域受到了广泛的关注。研究发现，碳化策略可以改善MOF的物理性能，比如将有机配体热解为导电碳层，并将金属离子/金属簇转化为金属/金属氧化物，从而完善三维(3D)导电网络和植入丰富的弛豫因子(以及可能的磁性中心)。此外，MOF衍生物的多孔微结构和磁/电成分具有多样性和可定制性。但是，MOF衍生物的阻抗匹配能力有限，其介电常数和磁导率之间的差距太大，在实现对电磁波的宽频吸收上仍然面临巨大挑战。
研究发现，孔隙的存在可以改变材料的有效介电常数。合适的介电常数可以改善材料与自由空间之间的阻抗匹配，有利于电磁波更好地进入材料内部，从而获得更高效的吸收。研究人员通过构建各种定制的气凝胶、泡沫等多孔结构改善阻抗匹配。除此之外，多孔材料通常密度更低，这对于注重重量的应用(例如航空航天或可穿戴设备)来说是一个优势，而且不会影响吸收效率。一般来说，当阻抗匹配良好且材料损耗较小时，增加厚度可以改善材料对电磁波的吸收性能，但增加厚度后，仍需保证电磁波的传输通道畅通。然而在追求材料更轻薄以及更强损耗时，往往难以顾及高阻抗匹配，以致难以获得同时具备轻质、高损耗和宽频吸收特性的电磁波吸波材料。
Gu等人(Gu W,et al.Multifunctional bulk hybrid foam for infraredstealth,thermal insulation,and microwave absorption[J].ACS applied materials&interfaces,2020,12(25):28727-28737.)将MOF原位引入具有周期性多孔结构的三聚氰胺泡沫(MF)骨架中，构建了多级多孔结构，该结构具有多尺寸结构单元的协同优势，同时可以引入更多的空气来改善阻抗匹配。但是，该结构在改善阻抗匹配的同时，牺牲了材料衰减电磁波的能力，增加了匹配厚度，材料不具备轻质的特性。为了解决上述问题，亟需开发出同时具备轻质、高损耗和宽频吸收特性的电磁波吸波材料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于金属有机框架的宽频吸波材料及其制备方法和用途。
本发明提供了一种基于金属有机框架的碳泡沫材料，它是在泡沫前体上负载金属有机框架材料后碳化所得；所述泡沫前体是将多孔泡沫浸没到聚合物膜材料的水溶液中后取出干燥所得，所述聚合物膜材料的水溶液的浓度为0.1-12mg·ml-1。
进一步地，所述多孔泡沫为三聚氰胺泡沫、纤维素基泡沫、聚糠醇泡沫、沥青基泡沫、生物质泡沫或聚氨酯泡沫；所述聚合物膜材料为纤维素或其衍生物、导电聚合物或凝胶聚合物。
进一步地，所述多孔泡沫为三聚氰胺泡沫；所述聚合物膜材料为羧甲基纤维素。
进一步地，所述金属有机框架材料为钴基金属有机框架材料、铁基金属有机框架材料或镍基金属有机框架材料。
进一步地，所述钴基金属有机框架材料为ZIF67，所述铁基金属有机框架材料为MIL-88A，所述镍基金属有机框架材料为Ni-MOF-74。
本领域技术人员公知的，ZIF67是一种由钴离子(Co2+)和2-甲基咪唑构成的钴基金属有机框架材料；MIL-88A，又称MIL-88A(Fe)，是一种铁基金属有机框架材料；Ni-MOF-74是一种镍基金属有机框架材料。
进一步地，所述羧甲基纤维素水溶液的浓度为1-5mg·ml-1。
进一步地，所述浸没的时间为0.5小时以上；所述碳化是在惰性气体氛围中进行的；所述碳化的温度为700-900℃，时间为0.5-3h。
进一步地，所述基于金属有机框架的碳泡沫材料的厚度小于10mm，和/或，所述基于金属有机框架的碳泡沫材料的密度为10-15mg·cm-3。
本发明还提供了一种制备上述基于金属有机框架的碳泡沫材料的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将多孔泡沫浸没到聚合物膜材料的水溶液中后取出干燥，得到泡沫前体；
(2)在泡沫前体上负载金属有机框架材料，碳化，得到基于金属有机框架的碳泡沫材料。
进一步地，当金属有机框架材料为ZIF67时，步骤(2)所述在泡沫前体上负载金属有机框架材料的方法包括以下步骤：将泡沫前体浸没到Co2+盐或其水合物的有机溶剂溶液中，然后加入2-甲基咪唑的有机溶剂溶液，混合均匀，室温静置20-30小时，取固体用有机溶剂洗涤。进一步地，所述Co2+盐或其水合物的有机溶剂溶液中，Co2+盐或其水合物的浓度为0.01-0.3g/ml，优选为0.06g/ml；所述2-甲基咪唑的有机溶剂溶液中，2-甲基咪唑的浓度为0.01-0.3g/ml，优选为0.11g/ml；所述Co2+盐或其水合物与2-甲基咪唑的质量比为1：(1-3)，优选为1：1.7；所述有机溶剂为醇类溶剂。
进一步地，当金属有机框架材料为MIL-88A时，步骤(2)所述在泡沫前体上负载金属有机框架材料的方法包括以下步骤：将泡沫前体浸没到富马酸的水溶液中，然后加入Fe3+盐或其水合物，混合均匀，微波加热，取固体用水洗涤。进一步地，所述富马酸的水溶液中，富马酸的浓度为1-15mg/ml，优选为5.8mg/ml；所述富马酸与Fe3+盐或其水合物的质量比为1：(1-5)，优选为1：2.3；所述微波加热的功率为180-240W，时间为1-5min。
进一步地，当金属有机框架材料为Ni-MOF-74时，步骤(2)所述在泡沫前体上负载金属有机框架材料的方法包括以下步骤：将泡沫前体浸没到Ni2+盐或其水合物的有机溶剂溶液中，然后加入2-甲基咪唑的有机溶剂溶液，混合均匀，微波加热，取固体用有机溶剂洗涤。进一步地，所述Ni2+盐或其水合物的有机溶剂溶液中，Ni2+盐或其水合物的浓度为10-20mg/ml，优选为14.4mg/ml；所述2-甲基咪唑的有机溶剂溶液中，2-甲基咪唑的浓度为10-20mg/ml，优选为16.4mg/ml；所述Ni2+盐或其水合物与2-甲基咪唑的质量比为1：(0.8-3)，优选为1：1.1；所述有机溶剂为醇类溶剂；所述微波加热的条件为先在180-240W下加热1-5min，再在40-100W下加热1-5min。
本发明还提供了上述基于金属有机框架的碳泡沫材料在制备轻质宽频吸波材料中的用途。
本发明利用三聚氰胺泡沫(MF)的多孔骨架结构和羧甲基纤维素(CMC)的层状网络结构，构筑了一种基于金属有机框架的碳泡沫材料，在该碳泡沫材料中，金属有机框架材料在内部原位生长，均匀地分布在多孔骨架和层状网络中，包围了所有的电磁波传输通路，极大地丰富了电磁波的损耗机制，增强了材料对电磁波的衰减能力。本发明基于金属有机框架的碳泡沫材料具备高阻抗匹配特性，能够在较小的厚度范围内宽频吸收电磁波。其中，基于金属有机框架ZIF67的碳泡沫材料Co/C@MC-2在3.5至8mm的厚度范围内的有效吸收频宽(EAB)均超过了8GHz，在5.4mm的EAB为11.5GHz；基于金属有机框架MIL-88A的碳泡沫材料Fe/C@MC和基于金属有机框架Ni-MOF-74的碳泡沫材料Ni/C@MC最宽的吸收频宽分别为7.7和8.5GHz，同时，两者在对应2.5mm和2.7mm的匹配厚度下，分别表现出-76.9和-53.8dB的最小反射损耗(RL)。
除具备高阻抗匹配特性外，本发明碳泡沫材料还表现出轻质的特性，同时还具有出色的耐热性和热红外隐身作用，可以适应极端条件和广泛的应用场景，在制备高阻抗匹配特性的轻质宽频电磁波吸收材料中应用前景广阔。
显然，根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更。
以下通过实施例形式的具体实施方式，对本发明的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。凡基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。
附图说明
图1.Co/C@MC的制备流程示意图。
图2.(a,b)ZIF67@MC-2的SEM图像及(c)局部SEM图像和元素映射图；Co/C@MC的(d，e)TEM图像，(f)HRTEM图像，和(g)的SAED图像。
图3.ZIF67@MC和Co/C@MC的XRD图。
图4.Co/C@MC的复介电常数实部(ε′)和复磁导率虚部(ε″)。
图5.Co/C@MC的复磁导率实部(μ″)和复磁导率虚部(μ″)。
图6.Co/C@MC的(a)电损耗正切值tanδε和磁损耗正切值tanδμ，(b)本征阻抗值和衰减系数，(c)涡流损耗系数C0。
图7.Co/C@MC-2的(a)孔径分布和(b)N2吸附-解吸等温线。
图8.(a)Co/C@MC-1,(b)Co/C@MC-2和(c)Co/C@MC-5在不同厚度下RL值随频率变化的3D图。
图9.(a)Fe/C@MC和Ni/C@MC的制备流程示意图，(b-d)MIL-88A@MC-2和(e-g)Ni-MOF-74@MC-2的SEM图像，(h)Fe/C@MC-2和Ni/C@MC-2的XRD图，(i)Fe/C@MC-2和(j)Ni/C@MC-2不同厚度下的RL值。
图10.(a)Fe/C@MC-2和(b)Ni/C@MC-2的电磁参数曲线。
图11.(a)在70℃的热台上，Co/C@MC-2上表面检测到的温度变化；(b1-b5)隔一段时间拍摄的Co/C@MC-2的热红外图像。
具体实施方式
本发明所用原料与设备均为已知产品，通过购买市售产品所得。
三聚氰胺泡沫(简称MF)购自郑州峰泰纳米材料有限公司，密度7.5mg·cm-3。
羧甲基纤维素(简称CMC)购自阿拉丁，分子量90000，粘度50-100MPa·s。
如无特别说明，本发明实施例的操作是在室温下进行的，室温为25±5℃。
实施例1、制备基于金属有机框架ZIF67的碳泡沫材料
制备基于金属有机框架ZIF67的碳泡沫材料的工艺流程示意图如图1所示。具体操作如下：
1.制备浸渍羧甲基纤维素的三聚氰胺泡沫前体
将三聚氰胺泡沫切成均匀的小块，在超声波清洗机中用无水乙醇和去离子水清洗数分钟，清洗完成后干燥。将干燥好的三聚氰胺泡沫分别浸没到表1所示不同浓度的羧甲基纤维素水溶液中，浸渍1h后取出，在60℃的烘箱中干燥12小时，得到均匀浸渍羧甲基纤维素的三聚氰胺泡沫前体MC，根据采用的羧甲基纤维素水溶液浓度分别命名为MC-1、MC-2、MC-5。
2.制备基于金属有机框架ZIF67的碳泡沫材料
将1.9g Co(NO3)2·6H2O溶解在30ml的甲醇中并搅拌5分钟使之形成均匀液体，然后将MC浸没到液体中。15分钟后，将3.3g 2-甲基咪唑(2-MI)溶解在30ml甲醇中形成的溶液并加入到上述液体中，搅拌30分钟后在室温下静置24小时。然后取出样品，用甲醇清洗，在80℃的真空烘箱内充分干燥，得到紫色固体ZIF67@MC，根据步骤1采用的羧甲基纤维素水溶液浓度分别命名为ZIF67@MC-1、ZIF67@MC-2、ZIF67@MC-5。
将紫色固体在管式炉中以10℃min-1的加热速度升温至800℃，然后在高纯度氩气的持续流动下在800℃保持1小时进行碳化，得到基于金属有机框架ZIF67的碳泡沫材料Co/C@MC，根据步骤1采用的羧甲基纤维素水溶液浓度分别命名为Co/C@MC-1、Co/C@MC-2、Co/C@MC-5。
表1制备样品时采用的羧甲基纤维素水溶液浓度及所得样品的密度
实施例2、制备基于金属有机框架MIL-88A的碳泡沫材料
1.制备浸渍羧甲基纤维素的三聚氰胺泡沫前体
同实施例1步骤1。
2.制备基于金属有机框架MIL-88A的碳泡沫材料
将0.29g富马酸溶解在50ml去离子水中，加热搅拌，得到透明均一的溶液。然后将MC完全浸没到上述透明均一的溶液中，15分钟后，将0.68g的FeCl3·6H2O加入上述溶液中，搅拌30分钟后将该溶液移入微波炉(Media，M1-L213C)，在210W的加热功率下加热2min。然后取出样品，用去离子水清洗，并在真空烘箱中于80℃下充分干燥，得到橙色固体MIL-88A@MC，根据步骤1采用的羧甲基纤维素水溶液浓度分别命名为MIL-88A@MC-1、MIL-88A@MC-2、MIL-88A@MC-5。
将橙色固体在管式炉中以10℃min-1的加热速度升温至800℃，然后在高纯度氩气的恒定流中在800℃保持1小时进行碳化，得到基于金属有机框架MIL-88A的碳泡沫材料Fe/C@MC，根据步骤1采用的羧甲基纤维素水溶液浓度分别命名为Fe/C@MC-1、Fe/C@MC-2、Fe/C@MC-5。
实施例3、制备基于金属有机框架Ni-MOF-74的碳泡沫材料
1.制备浸渍羧甲基纤维素的三聚氰胺泡沫前体
同实施例1步骤1。
2.制备基于金属有机框架Ni-MOF-74的碳泡沫材料
将0.36g Ni(NO3)2·6H2O溶解在25ml甲醇中搅拌形成均匀的溶液A，将0.41g的2-MI加入到25ml的甲醇中搅拌形成均匀的溶液B。将MC浸入上述溶液A中，15分钟后将溶液B加入到溶液A中，搅拌30分钟后将混合溶液移入微波炉(Media,M1-L213C)，先在210W的加热功率下加热3min，再在70W的加热功率下加热2min。然后取出样品，用无水乙醇清洗，并在真空烘箱中于80℃下充分干燥，得到绿色固体Ni-MOF-74@MC，根据步骤1采用的羧甲基纤维素水溶液浓度分别命名为Ni-MOF-74@MC-1、Ni-MOF-74@MC-2、Ni-MOF-74@MC-5。
将绿色固体在管式炉中以10℃min-1的加热速度升温至800℃，然后在高纯度氩气的恒定流中在800℃保持1小时进行碳化，得到基于金属有机框架Ni-MOF-74的碳泡沫材料Ni/C@MC，根据步骤1采用的羧甲基纤维素水溶液浓度分别命名为Ni/C@MC-1、Ni/C@MC-2、Ni/C@MC-5。
以下通过实验例证明本发明的有益效果。
实验例1微观形貌和结构表征
1、实验方法
使用透射电子显微镜(TEM，JEOLJEM-2100F，日本)和扫描电子显微镜(SEM，NovaNano 450，美国)研究样品的微观结构。样品的X射线衍射(XRD)图像是用带有Cu Kαline的X射线衍射仪(DY-1291，飞利浦，荷兰)测试的。
2、实验结果
如图2所示，展示了ZIF67@MC-2和Co/C@MC-2的形态和微观结构。图2a显示，ZIF67@MC-2是一个三维层状网络，片层上有原位聚集的颗粒。十二面体形状的ZIF-67颗粒均匀地生长在网络节点、MF骨架和CMC膜上。碳化后，Co/C@MC-2保留了前体ZIF67@MC的形态和颗粒分布(图2b)，这可能会提供许多接触面和改善电子传输行为。Co/C@MC-2的透射电子显微镜图像显示(图2d-e)，Co/C颗粒保留了前体ZIF67的十二面体结构，丰富的钴纳米颗粒(约10纳米)随机地散布在碳基体中。此外，众多的纳米颗粒均一地分散在CMC衍生的碳网络中，这与SEM的图像相吻合。根据高分辨率透射电子显微镜(HR-TEM，图2f)，0.204nm和0.35nm的晶格条纹分别代表fcc结构Co的(111)晶面和C的(002)晶面。在图2g中，Co/C@MC-2的选区电子衍射(SAED)图案显示了金属Co的(111)、(200)和(220)环以及石墨碳的(002)环。元素映射(图2c)表明，C、N、O和Co是均匀分布的。
ZIF67@MC和Co/C@MC的XRD图谱见图3。ZIF67@MC存在ZIF67的特征衍射峰，说明ZIF67成功的原位生长。碳化后，Co/C@MC在24°左右的宽衍射峰和在44.2°、51.6°和76.0°出现的特征峰分别归因于石墨碳的(002)晶面，金属Co的(111)、(200)和(220)晶面(PDFNo.15-0806)。此外，随着ZIF67负载量的增加，Co和石墨碳的衍射峰变得更加尖锐和强烈，表明Co/C@MC中金属Co和石墨碳的纯度很高。
实验例2导线性能和电磁波吸收性能表征
1、实验方法
样品采用美国安捷伦(Agilent)公司生产的N5230型矢量网络分析仪在2-18GHz频率范围测试得到电磁参数。样品制备为同心环进行测试，同心环的内径为3.04mm，外径为7mm。样品的比表面积和孔径分布使用美国麦克公司的ASAP 2046型比表面积测试进行分析，采用氮气气氛，比表面积和孔径大小及分布分别通过BET和BJH法计算而获得。
2、实验结果
Co/C@MC的复数介电常数实部(ε′)和复数磁导率虚部(ε″)如图4所示。可以看出Co/C@MC的ε′值在6.0到1.8之间，ε″值在5.6到1.0之间。更多的ZIF67负载使Co/C@MC-5的导电性最强，ε″值最大。Co/C@MC-5的ε″值从5.6下降到1.4，在2-4.5GHz频段大于ε′。最关键的是，样品的ε″值都接近于ε′值，这将带来优异的介电损耗。随着频率的增加，ε′和ε″值逐渐下降，属于典型的色散效应。
Co/C@MC的复磁导率实部(μ″)和复磁导率虚部(μ“)如图5所示。可以看出，Co/C@MC的μ’值在1.0-1.3之间，μ’值在0.01-0.22之间波动。涡流损耗系数C0在测试频率范围内不是一个定值，说明涡流损耗不是唯一的磁损耗(图6c)。比较介电损耗正切值tanδε和磁损耗正切值tanδμ可以看出，介电损耗的贡献更大，介电损耗仍然占主导地位(图6a)。
图7为Co/C@MC-2的孔径分布和N2吸附-解吸等温线。样品同时具有拐点和H3型滞后环，显示出典型的Ⅳ型等温曲线，表明Co/C@MC-2同时具有介孔(2-5nm)和大孔(50-7500nm)。在P/P0(＝0.4-0.8)范围内的滞回环表明存在大量介孔。而在高压P/P0(>0.9)范围内的滞回环，暗示大孔存在。按Brumauer-Emmett-Teller(BET)方程计算得Co/C@MC-2的比表面积约为169.82m2/g。此外，基于Barrett-Joyner-Halenda(BJH)模型，结果表明气凝胶的孔径分布集中在4nm，进一步证实了介孔特性。值得注意的是，丰富的介孔主要依赖于ZIF67碳化后结构的保持，而大孔则来自于C-ZIF67粒子堆积形成的狭缝孔以及CMC衍生膜的孔隙。在高频下，Co/C@MC的衰减系数已经超过200(图6b)，Co/C@MC存在大量的介孔，还有大孔和泡沫骨架本身的巨孔(>7.5μm)，这种具有多级孔结构和高表面积的特性不仅可以降低材料的密度引入更多的空气，还可以为电磁波反射和散射提供丰富的活性位点。
Co/C@MC在不同厚度下最小反射损耗(RL)值随频率变化的3D图如图8所示。可以看出，Co/C@MC-1在4.1mm的厚度下，有效吸收带宽达到8GHz。Co/C@MC-2的有效吸收带宽从6.5到18GHz高达11.5GHz，完全覆盖了X波段和Ku波段，匹配厚度为5.4mm。Co/C@MC-5在4.5mm的厚度下，有效吸收带宽达到10.3GHz，同样覆盖了X波段和Ku波段。得益于更强的介电损耗和磁损耗，Co/C@MC-5在4.2mm就能达到10GHz的有效吸收频宽；同样达到10GHz的有效吸收频宽，Co/C@MC-2的匹配厚度为4.6mm，Co/C@MC-1的匹配厚度为10.3mm。
本发明实施例2和实施例3还进一步制备了添加不同的金属源和有机配体的碳泡沫材料来验证本发明基于金属有机框架的碳泡沫材料的通用性。如图9所示，通过将硝酸钴替代为硝酸镍和氯化铁，结合对应的配体，可以在层状骨架上原位生长不同的MOF。从图9b-g的SEM图像可以看出，MIL-88A和Ni-MOF-74成功地生长在片状骨架上，并且层状结构得到完好的保留。碳化后，Ni/C@MC-2的XRD衍射图显示镍离子(Ni2+)转化为NiO或Ni(图9h)。此外，在样品中观察到26°处的宽峰，这可以解释石墨碳的存在。Fe/C@MC-2的XRD结果表明Fe和Fe3C在原位形成的石墨碳中共存。对于Fe/C@MC-2(图10a)和Ni/C@MC-2(图10b)，两者的电磁参数曲线较为相似，Ni/C@MC的介电常数虚部在低频段甚至超过了实部。Fe/C@MC-2和Ni/C@MC-2不同厚度下的RL值如图9i-j所示，可以看出Fe/C@MC-2和Ni/C@MC-2最宽的吸收频宽分别为7.7和8.5GHz，并且均可在较宽的厚度范围内表现出可观的有效吸收。同时，两者在对应2.5mm和2.7mm的匹配厚度下，分别表现出-76.9和-53.8dB的最小RL值。
上述实验结果表明，本发明基于金属有机框架的碳泡沫材料具备高阻抗匹配特性，能够在较小的厚度范围内宽频吸收电磁波。
实验例3隔热性能表征
1、实验方法
红外热成像图由红外热成像仪(Ti32S，福禄克，中国)采集。
2、实验结果
如图11b1-b5所示，Co/C@MC-2样品上表面的检测温度分别为37.2、37.8、38.4和39.2℃。如图11a中折线图所示，温度的变化趋于平缓，揭示了复合泡沫出色的隔热性能。
上述实验结果表明本发明基于金属有机框架的碳泡沫材料具有出色的隔热性能，表现出热红外隐身特性，作为电磁波吸收材料在雷达隐身等方面具有重要应用。
Claims (10)
1.一种基于金属有机框架的碳泡沫材料，其特征在于，它是在泡沫前体上负载金属有机框架材料后碳化所得；所述泡沫前体是将多孔泡沫浸没到聚合物膜材料的水溶液中后取出干燥所得，所述聚合物膜材料的水溶液的浓度为0.1-12mg·ml-1。
2.根据权利要求1所述基于金属有机框架的碳泡沫材料，其特征在于，所述多孔泡沫为三聚氰胺泡沫、纤维素基泡沫、聚糠醇泡沫、沥青基泡沫、生物质泡沫或聚氨酯泡沫；所述聚合物膜材料为纤维素或其衍生物、导电聚合物或凝胶聚合物。
3.根据权利要求2所述基于金属有机框架的碳泡沫材料，其特征在于，所述多孔泡沫为三聚氰胺泡沫；所述聚合物膜材料为羧甲基纤维素。
4.根据权利要求1所述基于金属有机框架的碳泡沫材料，其特征在于，所述金属有机框架材料为钴基金属有机框架材料、铁基金属有机框架材料或镍基金属有机框架材料。
5.根据权利要求4所述基于金属有机框架的碳泡沫材料，其特征在于，所述钴基金属有机框架材料为ZIF67，所述铁基金属有机框架材料为MIL-88A，所述镍基金属有机框架材料为Ni-MOF-74。
6.根据权利要求1所述基于金属有机框架的碳泡沫材料，其特征在于，所述羧甲基纤维素水溶液的浓度为1-5mg·ml-1。
7.根据权利要求1-6任一项所述基于金属有机框架的碳泡沫材料，其特征在于，所述浸没的时间为0.5小时以上；所述碳化是在惰性气体氛围中进行的；所述碳化的温度为700-900℃，时间为0.5-3h。
8.根据权利要求1-6任一项所述基于金属有机框架的碳泡沫材料，其特征在于，它的厚度小于10mm，和/或，它的密度为10-15mg·cm-3。
9.一种制备权利要求1-8任一项所述基于金属有机框架的碳泡沫材料的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)将多孔泡沫浸没到聚合物膜材料的水溶液中后取出干燥，得到泡沫前体；
(2)在泡沫前体上负载金属有机框架材料，碳化，得到基于金属有机框架的碳泡沫材料。
10.权利要求1-8任一项所述基于金属有机框架的碳泡沫材料在制备轻质宽频吸波材料中的用途。
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