静电纺丝法可控制备PVA基通体多孔碳纳米纤维膜及其电化学性能研究

发布时间：2024-05-08 19:35

　　多孔碳纳米纤维(PCNFs)因具有高长径比、大比表面积、可调孔结构和优异的稳定性,在环境,能源和催化等领域有着重要的应用。其中,分层多孔结构的碳材料由于能够在纳米级纤维上形成相互连接的大孔及均匀分布的微孔和介孔,用于能量存储装置展现了优异的电化学性能。这种高孔隙率的PCNFs作为电极材料,可以为活性物质提供充足的反应位点,同时为离子快速传输提供便利通道,然而高孔体积比往往与优异的电导率成反比,较差的电子传导性能导致电极极化,使得储能设备在倍率与循环稳定性方面的发展受阻。此外,随着智能可穿戴产品逐渐引领大众生活,对于柔性电极材料的研究方兴日盛,独立式PCNFs膜因独特的机械强力有望成为最具有竞争力的候选者。因此,本论文采用一种化学交联静电纺结合宏观-微观双相分离的方法,以合成拥有通体分级多孔结构兼具高孔隙率和导电性的PCNFs自支撑膜,并表征了其电化学储能特性。此外,以PAN纤维膜为基底,制备柔性PAN-PCNFs复合碳纤维膜,进行性能表征。论文具体研究内容如下:1.采用聚乙烯醇(PVA)为碳前驱体,聚四氟乙烯(PTFE)纳米颗粒为致孔剂,硼酸(BA)为交联剂,溶胶-凝胶静电纺并结合一步...

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1片状多孔碳材料SEM图[29]

?牧希ㄇ扒?澹┑难≡窈椭票甘侄味曰钚蕴康某尚突?怼⒔峁埂⑿阅?起根本性作用。其中，生物质碳作为最普遍的原材料最大优势为“变废为宝”，将可直接获取的废材/生物转为可持续的储能材料，不仅治理环境污染也缓解了能源危机。Sudhan课题组[28]以农业废弃物水稻秸秆为原料，在600℃的氩....

图1-2不同花粉粒制备三维多孔空心碳微球[31]

东华大学硕士论文第一章绪论4无模板法，通过对葡萄糖、沉淀剂HMT和结构导向剂NiSO4水热处理后进行热碳化和酸处理来合成具有内部中空鸟巢形和分级孔的含N碳纳米材料。微/介/大孔协同作用以及N掺杂位点产生表面氧化还原反应使其非常适合用作超级电容器的电极，导致其在20Ag-1时具有5....

图1-3SBA-15硬模板制备氮掺杂有序多孔碳[36]

030nm）。这种组成和结构独特的多孔碳具有优异的电化学性能。在离子电池中，可获得1780mAhg-1的可逆储锂容量，这是所有碳基电极中所报道的最高值。作为超级电容器电极时，表现出390Fg-1的比电容和10000次循环后容量损失仅为7%的长循环寿命。此外，PAN结合硅胶模板[3....

图1-4酚醛树脂及三嵌段共聚物（ISO）合成双螺旋形介孔碳[40]

东华大学硕士论文第一章绪论6该方法允许对材料的组成、结构和形貌进行简单的调整，例如，氮含量可以在1wt％6.3wt％之间变化，而中间相亦或是2D六角形和3D立方体心。并且对其进行进一步的KOH活化时可以在不破坏有序介孔结构的情况下将表面积从600m2g-1增加到1866m2g-1....

本文编号：3967722