微结构对纳米碳纤维氧阴极还原性能影响

在制备微结构可控纳米碳纤维基础上,研究纳米碳纤维微结构对氧气电催化还原反应(oxygen reduction reaction,ORR)性能的影响.利用化学还原法合成了Pt电催化剂,研究了纳米碳纤维微结构对Pt/CNFs电催化剂电催化性能的影响.研究发现,相对于基于活性炭的电催化剂,载于纳米碳纤维的电催化剂具有较高的ORR活性;同时,基于板式纳米碳纤维的电催化剂表现出最高的ORR活性.     

静电纺丝制备复合纳米纤维聚丙烯腈/纳米纤维素晶体/银及其性能

采用静电纺丝技术, 以N,N-二甲基甲酰胺为溶剂, 聚丙烯腈为载体, 制备复合纳米纤维聚丙烯腈/纳米纤维素晶体/银, 并用Fourier变换红外光谱（FT-IR）、 透射电子显微镜（TEM）、 扫描电子显微镜（SEM）、 差热 热重分析（TG-DTG）和X射线衍射（XRD）等方法对复合纳米纤维的化学结构、 形貌、 热稳定性和晶体结构进行表征. 结果表明： 聚丙烯腈、 纳米纤维素晶体和银纳米粒子有机结合形成复合纳米纤维聚丙烯腈/纳米纤维素晶体/银; 复合纳米纤维的尺寸均匀, 平均直径为（214±12）nm, Ag纳米粒子在复合纳米纤维体系中均匀分布, 粒径为5~25 nm; 该复合纳米纤维对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌性能优异.     

镁基合金与碳纳米纤维复合储氢材料的制备与性能研究(Ⅰ)--以化学镀Ni碳纳米纤维为前驱物热扩散法合成Mg2Ni-CNFs复合储氢材料

利用金属Mg易热扩散制合金的特性，以化学镀Ni的碳纳米纤维(Ni-CNFs)为前驱物，制备出了Mg-Ni合金与CNFs的复合储氢材料．并测试了其电化学性能，提出了镁基储氢合金与CNFs复合储氢材料的储氢机理．     

纳米碳纤维/蜂窝状堇青石催化剂载体的结构控制

以Ni为催化剂、乙烯作碳源,制备了纳米碳纤维/蜂窝状堇青石催化剂载体,并考察了制备工艺对所制纳米碳纤维(CNFs)产率及形貌的影响。结果表明:当生长温度从450℃升至650℃时,CNFs的产率先增加后降低;当生长时间由5min延长至30min时,CNFs的产率从4.9%提高到12.5%,随着生长时间的进一步延长,增长趋于平缓;较高的C2H4/H2流量比有利于提高CNFs的产率;在500℃、30min、VC2H4∶VH2=160∶40的最佳工艺条件下,CNFs的产率及所制载体的压缩强度分别达12.5%和34.46MPa。     

Si/C复合纳米纤维负极材料的制备及其性能表征

以聚丙烯晴（PAN）作为高分子聚合物配体和碳源, 并添加少量纳米硅粉, 利用静电纺丝方法制备Si/C复合负极材料. 用热重分析（TG）研究前驱体的分解过程, 用X射线衍射（XRD）、 Raman光谱和扫描电子显微镜（SEM）研究Si/C复合材料的晶体结构和微观形貌. 结果表明: Si/C复合材料具有纳米纤维结构, 纤维直径约
为350 nm, 呈交错的网状分布; PAN高温分解产物多为无定形碳; 材料在0.1,0.2,0.5,1.0,2.0 C下的放电容量分别为735.6,712.1,685.4,492.3,367.9 mA·h/g, 其倍率性能较好.     

Bi_2O_3纳米纤维的制备、表征及光催化性能

采用溶胶-凝胶过程和静电纺丝技术相结合的方法,以聚丙烯腈(PAN)和硝酸铋为前驱物,制备了PAN/Bi(NO3)3复合纤维,该复合纤维经高温煅烧得到了Bi2O3纳米纤维.利用X射线衍射、扫描电子显微镜、红外光谱、紫外可见漫反射光谱等测试技术对样品的结构与性能进行了表征.结果表明,Bi2O3纳米纤维为规则的一维结构,直径分布均匀,具有较强的紫外光吸收性能.以罗丹明B为模拟污染物,考察了Bi2O3纳米纤维的光催化性能.实验结果表明,煅烧温度为500℃时,光催化活性最佳,TOC去除率为48.7%.     

Improved acetone sensing properties of flat sensors based on Co-SnO2 composite nanofibers

Co-SnO2 composite nanofibers were synthesized by an electrospinning method and characterized by X-ray diffraction, field emission scanning electron microscopy, and transmission electron microscopy. Gas sensors were fabricated by spinning these nanofibers onto flat ceramic substrates, which had signal electrodes and heaters on their top and bottom surfaces, respectively. Compared with sensors loaded with pure SnO2 nanofibers, the Co-SnO2 nanofiber sensors exhibited improved acetone sensing properties with high selectivity and rapid response and recovery times. The response was 33 when the sensors were exposed to 100 μL/L acetone at 330°C, and the corresponding response with 100 μL/L of ethanol was only 6. The response and recovery times to acetone were about 5 and 8 s, respectively. These results indicate Co-SnO2 composite nanofibers are good candidates for fabrication of high performance acetone sensors for practical application.     

聚合物稀溶液环流同轴电纺制备药物零级控释纳米纤维

研究了应用聚合物稀溶液环流同轴电纺制备药物零级控释纳米纤维.以聚丙烯腈(PAN)为成纤聚合物,以阿昔洛韦为药物模型,并以2%(质量/体积)的PAN稀溶液为鞘液实施同轴电纺工艺,制备芯鞘结构载药纳米纤维.通过电镜观察,纳米纤维具有线性形貌和芯鞘结构特征;X-射线晶体衍射结果证明,阿昔洛韦以无定形态存在于PAN基材中;体外溶出实验结果表明,芯鞘纳米纤维能够消除药物初期爆释效应,调控近80%的药物零级方式释放.     

毛竹纳米纤维素的烷基化改性

为了提高毛竹纳米纤维素的分散性及与非极性高分子材料的界面结合性,以硅烷偶联剂(KH-570)为改性剂,分别以乙醇和甲苯为溶剂对毛竹纳米纤维素进行烷基化改性处理,并利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、X射线能谱(EDAX)和X射线光电子能谱(XPS)对改性后的纳米纤维素性能进行检测分析。结果表明:纳米纤维素的羟基与硅烷偶联剂中的硅羟基之间发生了偶联反应,纳米纤维素的晶型未遭破坏,但是相对结晶度有所下降,烷基化改性后纳米纤维素表面的C和O原子数减少,即C原子与羟基中的O原子连接(C—OH)减少,且纳米纤维素表面羟基和硅烷偶联剂中的硅离子之间发生了配位作用。以乙醇为溶剂硅烷偶联剂改性后的纳米纤维素(E-CNF)的烷基化效果优于以甲苯为溶剂硅烷偶联剂改性后的纳米纤维素(T-CNF)。     

电纺CoFe2O4纳米纤维及其磁性研究

采用溶胶-凝胶过程和静电纺丝技术,以三氯化铁(FeCl3·6H2O)、醋酸钴(Co(CH3COO)2·4H2O)和聚乙烯醇(PVA)为前驱物,制得PVA/FeCl3/Co(CH3COO)2复合纳米纤维.经高温煅烧,制备了CoFe2O4纳米纤维.利用扫描电镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)、差热-热重(TG-DTA)和X射线衍射(XRD)等分析测试手段对样品进行了表征,并研究了其磁性质.结果表明:静电纺丝技术制备的CoFe2O4纳米纤维为规则的一维结构,直径分布均匀,具有良好的铁磁性.     

POSS杂化聚硅氧烷复合材料的制备与热性能研究

以八乙烯基多面体低聚倍半硅氧烷（OVPOSS）和含氢硅氧烷为单体,通过硅氢加成反应制备了一种新型POSS交联剂V2-POSS。将V2-POSS加入到聚甲基硅氧烷中,制备了一系列不同POSS含量的聚甲基硅氧烷。采用热重分析（TGA）、热重-红外联用（TGA-IR）、裂解气相色谱-质谱（PyGC-MS）等手段对POSS杂化聚甲基硅氧烷的热性能、热分解动力学及动态热解性能进行研究,结果表明：V2-POSS在聚甲基硅氧烷中均匀分散,POSS纳米结构的引入可显著提高聚甲基硅氧烷的热性能;V2-POSS添加量（V2-POSS占聚甲基硅氧烷的质量分数）为10%时,氮气氛5%热失重温度从纯树脂的442.2℃提高至469.4℃;热失重率为15%时,热解表观活化能由纯树脂的87.53 kJ/mol提高至杂化树脂的251.12 kJ/mol。POSS杂化聚甲基硅氧烷的热解机理主要包括聚硅氧烷主链的断裂、高分子链回咬、含硅基团的重排、碳氢化合物的形成以及小分子的逸出。     

高性能聚合物电纺纳米纤维最新进展

近20年来,静电纺丝技术得到了快速发展和应用; 不同材料的电纺纳米纤维(包括聚合物基、金属基、陶瓷基、碳基及其复合材料等)已在能源、环境、生物医学和国防军工等领域得到了泛应用.通常,静电纺丝技术需将聚合物或聚合物前驱体原料溶解于溶剂中或者加热熔融进行电纺加工.然而,芳杂环高性能聚合物(如聚酰亚胺、芳香聚酰胺、聚苯等)由于其主链上的刚性环状结构,既难溶解于普通有机溶剂,也难加热熔融,没有流动性,故难以通过静电纺技术制备其纳米纤维.为了解决这个难题,研究人员努力探索了许多间接方法和途径来制备电纺高性能聚合物纳米纤维,并取得了突破性进展.如通过电纺前驱体法大规模地制备聚酰亚胺纳米纤维、利用热致重排进行分子转化制备了电纺聚苯并二噁唑纳米纤维、利用模板电纺法制备了聚苯基和聚吡咙基纳米纤维等.该文详细介绍了通过静电纺丝技术制备高性能聚合物纳米纤维的最新进展,具体包括聚酰亚胺、聚苯并咪唑、聚苯撑苯并二噁唑、芳香聚酰胺、聚苯、聚吡咙等芳杂环聚合物纳米纤维.此外,由于聚丙烯腈是制备碳纤维的重要前驱体,也对电纺聚丙烯腈纳米纤维的制备做了简要介绍.     

CNFs掺杂浓度对CNFs／LDPE复合材料空间电荷的影响

为改善低密度聚乙烯的电学性能,文中将镀镍后的碳纤维添加混入低密度聚乙烯中,通过熔融共混技术,制成CNFs／LDPE半导电层＋绝缘层双层样片．采用电声脉冲法（PEA）测量其空间电荷分布．实验结果表明：随着直流电场的增加,在CNFs／LDPE半导电层＋纯绝缘层双层样片中,当CNFs质量分数低于1％时,CNFs／LDPE半导电层对电场的削弱作用相对较小,样品中残余了相对较多的空间电荷．当CNFs质量分数超过1％时,CNFs／LDPE半导电层的导电机制发生了改变,注入的空间电荷量很少且短路后几乎无残余．尤其是CNFs质量分数为5％时,样品内除阴极附近有微量电荷外,样品内部几乎无空间电荷分布．     

Effect of Post Spinning Modification on the PAN Precursors and Resulting Carbon Fibres

The impregnation of a special grade polyacrylonitrile(PAN) precursor fibres was carried out in a 8 wt.% KMnO4 aqueous solution to obtain modified PAN precusor fibres.The focus is primarily on the effects of modification on the structure and the pbysical properties of precursor fibres,thermal stabilised and their resulting carbon fibres,which were characterized by the combination use of densities,wide-angle X-ray diffraction(WAXD),X-ray photoelectron spectroscopy(XPS),Elemental analysis(EA),Fourier transform infrared(FT-IR) and seaming electron microscope(SEM),etc.KMnO4 as a strong oxidizer can swell,oxidize and corrode the skin of a precursor ibre,transform partly C≡N groups to C=N ones,decrease the crystal size,increase the orientation index,increase the crystallinity irdex,furthemore ircrease the densities of modified PAN precursors and resulting thermal stabilised fibres.As a result,the carbon fibres dcveloped from modified PAN fibres show,an improvment in tensile strength of 31.25% and an improvement in elongation of 77.78%,but a decrease of 16.52% in Young's modulus.     

K2FeO4石墨化生物质多孔炭的制备及其电容性能

采用K₂FeO₄浸泡和热处理相结合的方法制备了石墨化柚子皮多孔炭(GSPC). 通过扫描电子显微镜(SEM)、比表面积分析(BET)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和拉曼光谱(Raman)对材料的形貌和组成进行表征. 使用循环伏安法(CV)、交流阻抗法(EIS)和恒流充放电法(GCD)研究了GSPC的电容性能. 结果表明:石墨化后材料的比表面积由75.91 m2/g增大到619.78 m2/g,孔容积由0.192 cm3/g增大到0.425 cm3/g;GSPC具有出色的双电层电容性能,在1 A/g的电流密度下,比电容达254 F/g,且具有优异的倍率性能(7 A/g的电流密度下,电容保持率为74%). 此外,GSPC电极在100 mV/s下循环10 000次的比电容没有衰减,具有优异的循环稳定性. 此研究可为开发廉价的高性能生物质炭基材料提供新思路.     

MnO2/C复合纳米纤维纱线的制备及其导电性能

采用共轭静电纺丝法制备聚丙烯腈(PAN)纳米纤维纱线,并在不同温度下将PAN纳米纤维碳化得到碳纳米纤维纱线。以KMnO 4为锰源,通过水热合成法在碳纳米纤维纱线上原位生长纳米二氧化锰(MnO 2),形成MnO 2/C复合纳米纤维纱线,分别采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、数字万用表对碳纳米纤维纱线和MnO 2/C复合纳米纤维纱线的化学组成、表观形貌、电学性能等进行表征,并分析碳化温度对碳纳米纤维纱线的形貌和电学性能的影响,以及水热反应中盐酸浓度对纳米MnO 2形貌和MnO 2/C复合纳米纤维纱线的影响。结果表明:碳化温度越高,得到的纱线表面越光洁,石墨化程度越高,电学性能也越好,1000℃碳化工艺得到的碳纳米纤维纱线电导率最高,为31.5 S/cm;与MnO 2复合后的碳纳米纤维纱线电导率大幅下降,当盐酸与高锰酸钾摩尔浓度比为4∶1时得到的复合纳米纤维纱线的电导率最高,为0.1200 S/cm。     

光学透明、低热膨胀性的甲壳素纳米纤维/聚醚砜复合薄膜

 通过化学预处理和机械处理的方法制备出甲壳素纳米纤维,再利用真空抽滤的方法制备出甲壳素纳米纤维膜,将所得的纳米纤维素浸渍到聚醚砜树脂中,制备了甲壳素纳米纤维/聚醚砜复合薄膜。采用场发射扫描电镜（FE-SEM）对机械处理的甲壳素纳米纤维的形态特征进行表征。采用紫外光分光光度计、热机械分析仪（TMA）分别对甲壳素纳米纤维/聚醚砜复合膜的透光性、热膨胀性做分析,用万能力学试验机测试甲壳素纳米纤维/聚醚砜复合膜的拉伸性能。结果表明,机械处理后,甲壳素纤维达到纳米级别,随机械处理手段增加,甲壳素纳米纤维直径逐步变小。甲壳素纳米纤维/聚醚砜复合薄膜保持了较高的透光率,对比树脂材料,热稳定性和力学强度明显增强,是一种具有高透光性、低热膨胀性的复合膜,在光学基底材料、显示器等方面具有较大的应用潜力。     

聚丙烯腈螯合纳米纤维的制备及其吸附性能研究

用羟胺试剂与聚丙烯腈纳米纤维通过化学反应将部分氰基转化为偕胺肟基团,制备一种改性的聚丙烯腈纳米纤维,并研究了该纤维对金属Pb2+的吸附性能.结果表明:改性的聚丙烯腈纳米纤维对Pb2+具有较好的吸附性能.     

不同过渡层和电场方向对碳纳米管或纤维生长的影响

利用等离子体增强化学气相沉积系统沉积了碳纳米管或纤维，并用扫描电子显微镜研究了它们的生长和结构．为避免碳纳米管或纤维在生长过程中从衬底Si表面上脱落，先在Si表面上溅射沉积了金属过渡层Ti或Ta，然后再沉积催化剂NiFe．结果发现Ti和Ta过渡层对碳纳米管或纤维的结构有很大的影响．另外，还发现衬底Si放在支架的不同位置，碳纳米管或纤维的生长方向不同，这可能是由于辉光放电产生的非均匀电场所致．对不同过渡层和电场方向对碳纳米管或纤维生长的影响进行了分析和讨论．     

CNFs取向对CNFs/LDPE复合材料空间电荷的影响

高压直流电缆绝缘材料中空间电荷特性是制约直流电缆性能的关键因素.聚乙烯纳米复合材料因具有优异的空间电荷抑制特性,而被成功运用于高压直流电缆.本文研究了以半导电料为基体,以CNFs粒子,通过对其进行表面改性,使CNFs在材料中沿磁场方向取向,而后再与LDPE进行复合,制成双层样片.并且使用电声脉冲法（PEA）分析了复合材料在加电压与短路时的空间电荷的分布.研究发现,掺杂浓度与取向对复合材料的空间电荷影响较大.取向CNFs/LDPE半导电层的添加改变了载流子的输运方式,抑制了空间电荷由电极向绝缘层中的注入.这对于取向CNFs/LDPE复合材料在高压直流输电中的应用是非常有意义的.