聚苯乙烯衍生物/碳纳米纤维复合材料的制备与电容去离子研究

发布时间：2020-12-25 20:02

　　将聚丙烯腈(PAN)和聚苯乙烯(PS)经静电纺丝和碳化制备出了碳纳米纤维(CNF),以PS为原料制得的聚苯乙烯磺酸钠(PSS)为亲水修饰剂,经简单混合制备亲水性PSS/CNF复合材料。实验结果表明:PSS已成功修饰于CNF表面,得到的PSS/CNF材料的亲水性得到了大幅改善;将PSS/CNF材料作为电极时,在0.5 A/g的电流密度下,比容量高达199 F/g,具有较好的电化学性能;以一对PSS/CNF电极平行组装成的超级电容器去离子装置,在外加1.4 V电压时,可以达到16.9 mg/g的脱盐量,是由CNF组成的超级电容去离子装置脱盐量的1.5倍。且循环100圈后还能保持80%的脱盐性能,具备优良的循环稳定性。 

【文章来源】：塑料科技. 2020年09期 北大核心

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

PSS/CNF复合材料的SEM及TEM照片

图2为PSS/CNF复合材料的红外光谱图。与修饰前的CNF相比，PSS/CNF在1 602 cm-1处的特征峰来源于PSS中苯环骨架的—C=C—键的伸缩振动。此外，在1 037 cm-1和1 228 cm-1处的特征吸收峰对应于—S—O键的对称和不对称振动[12]，红外光谱的结果进一步证明了PSS已成功修饰于CNF上。2.3 亲水性测试

将PSS修饰在CNF上的目的为改善CNF的亲水性，以提升其电化学性能。图3为CNF及PSS/CNF的亲水性测试结果。从图3可以看出，PSS修饰前的纯CNF材料的水接触角为121°，说明CNF为疏水性材料。而经PSS修饰后的PSS/CNF材料的水接触角为78°，为亲水性材料。结果表明经PSS修饰后，材料的亲水性得到了极大的提高，减少了电解质溶液和电极间的接触电阻，从而提高PSS/CNF材料的电化学性能。2.4 电化学表征

【参考文献】：
期刊论文
[1]聚乙烯醇/酸化碳纳米管高亲水性三维孔电极膜的制备与电化学性能[J]. 刘树敏,郑裕东,李伟,孙乙,岳丽娜,赵振江.  高等学校化学学报. 2016(02)
[2]多壁碳纳米管亲水性表面修饰的研究[J]. 张鹏飞,李小刚,罗鲲,赵红娟.  化工新型材料. 2013(02)
[3]聚合物包覆的亲水性碳黑纳米粒子(英文)[J]. 李寒莹,陈红征,徐文君,袁芳,汪茫.  仪器仪表学报. 2004(S3)

博士论文
[1]碳纳米管基复合材料的制备、表征及其超电容特性研究[D]. 原长洲.南京航空航天大学 2009



本文编号：2938301