电纺聚丙烯腈基碳纳米纤维的制备

通过静电纺丝制备了平均直径为350nm的聚丙烯腈(PAN)纳米纤维.将PAN纳米纤维分别在250,265和280℃温度下预氧化1h后,将它们在1 000℃下碳化得到碳纳米纤维.通过扫描电镜、红外光谱、差示扫描量热分析和X射线粉末衍射分析对PAN纳米纤维、预氧化后的纳米纤维及碳纳米纤维的形貌、热性能和化学结构进行了表征.结果表明,PAN纤维的最佳预氧化温度为280℃.在该温度预氧化后所得碳纤维的导电性最好,电导率为(13±0.58)S/cm.     

电纺ZnO-碳复合纳米纤维制备及电容去离子研究

采用静电纺丝技术制备醋酸锌(Zn(Ac)——2)/聚丙烯腈(PAN)基复合纳米纤维,经预氧化、碳化及水洗处理后,制得含ZnO的复合碳纳米纤维(ZnO-CNF)电极.利用能量色散谱、X射线光电子能谱、透射电镜、拉曼光谱、热重分析、场发射扫描电镜、接触角测量仪和电化学技术表征纤维的结构和性能.结果表明,碳纤维内Zn元素分布均匀,且ZnO-CNF电极中Zn残余量随前驱液中Zn(Ac)2含量的变化而变化,同时Zn(Ac)——2的添加使得ZnO-CNF电极中碳石墨化程度提高且纤维表面亲水性改善.以该ZnO-CNF纤维为电极组装电容器用于电容去离子,ZnO的存在使电极电容性能得到明显改善,电容器去离子性能大大提高,最大电容脱盐量达到11.24mg/g.电容器脱盐的循环稳定性好,证明该ZnO-CNF电极的循环再生性好,有望应用于实际脱盐.     

电纺碳纳米纤维短纤增强的高介电常数聚酰亚胺复合材料

通过碳化电纺纳米纤维研磨和超声破碎制备碳纳米纤维短纤(SCNFs),并用作填料制备碳纳米纤维短纤/聚酰亚胺(SCNFs/PI)复合材料.研究了SCNFs/PI复合材料的介电性能和力学性能.结果表明:SCNFs既对这种复合材料的机械性能具有显著的改善,也是制备高介电常数复合材料的良好导电填料.与纯PI相比,含 SCNFs质量分数为1%复合材料的抗拉伸强度提升了 39.43%; 同时,这个复合材料也显示了一个质量分数为4%的SCNFs低渗流阈值,此时的介电常数为60.79@100 Hz.这些电纺碳纳米纤维短纤增强的PI复合材料有望作为高性能介电材料在现代电子器件行业中得到良好应用.     

活化碳纳米纤维的制备

以电纺纤维素纳米纤维为原料,利用浸泡ZnCl2水溶液的化学活化法制备直径约为500nm的活化碳纳米纤维.ZnCl2将纤维素纳米纤维的脱水分解温度从339℃降低至287℃,将得炭率从15.7%提高至39.5%.活化碳纳米纤维表面形貌规整,无熔融现象;其纤维直径比未经活化盐处理的碳纳米纤维更小.     

电纺丝制备高聚物纳米纤维

通过自制的电纺丝装置获得高聚物纳米纤维，发现不同高聚物纳米纤维具有不同的直径范围。对影响所得纳米纤维直径的静电压、高聚物溶液浓度等过程参数作分析，认为静电压与高聚物溶液浓度是影响试验进行的关键因素，并制约着其他工艺参数的调整。同时，结合静电喷雾及高速纺丝的理论对纺丝电子流体动力学过程作了一定探讨。     

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.     

电镀镍基金刚石钻头的研究

文章将单一的有机物作为添加剂，通过较大电流密度制造电镀镍基金刚石钻头，分析了有机物对钻头胎体的脆性、硬度及内应力的影响。通过本工艺制造的电镀钻头具有优良的钻进性能，生产效率得到较大提高。     

复合碳纳米阳极强化微生物燃料电池产电研究

〖JP〗石墨烯疏水性及层间-共轭极大地影响了其生物相容性和分散性,难以有效修饰电极. 文章通过将石墨烯与碳纳米管混合,利用二者之间的非共价结合,消除了石墨烯单一修饰电极的缺点,并通过浸渍法制备了石墨烯-碳纳米管复合碳纳米材料电极. 扫描电镜观察表明,石墨烯与碳纳米管被牢固地固定在碳毡电极表面,形成了复合均一层. 将复合电极用作微生物燃料电池（MFC）的阳极,〖JP+1〗显著改善了MFC的产电性能. 复合阳极的MFC的最大功率密度（760.7 mW/m2）比空白碳毡阳极MFC的（228.8 mW/m2）高2.36倍,因为复合电极显著降低了阳极的电子传递阻力,减轻了阳极极化,改善了阳极电化学性能. 复合碳纳米材料修饰阳极的电子传递阻抗（39.8 ）比空白碳毡阳极的（248.7）低84%.〖JP〗     

同轴静电纺丝制备中空多孔碳纳米纤维

以聚丙烯腈(PAN)为鞘层,聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为芯层,氧化锌(ZnO)为造孔剂,采用同轴静电纺丝技术制备出PAN复合纤维,经过煅烧、酸处理后制得中空多孔碳纳米纤维.采用透射电镜(TEM)对中空多孔碳纳米纤维的形貌进行表征,并考察了不同溶液浓度、电压、流速对中空多孔碳纳米纤维内外直径影响.结果表明:当内层溶液PMMA质量分数为10%,外层溶液PAN质量分数为10%,醋酸锌质量分数为6%,电压为15kV,内、外层流速分别为1.0mL/h和1.5mL/h时,中空多孔碳纳米纤维的内外直径及介孔形貌最佳.     

电纺自支撑空穴硅碳纳米纤维在高性能锂离子电池阳极材料中的应用

硅纳米颗粒（ SiNPs）加入到聚丙烯腈（ PAN）/DMF溶液中混合均匀,通过静电纺丝、预氧化及碳化过程制备得到包含SiNPs的碳纤维膜（ CNFs）,然后经过HF酸处理形成自支撑空穴状硅碳纳米纤维膜（ H-Si-CNFs）,直接用作锂离子电池的阳极材料。通过SEM、TEM和XRD等对复合材料的形貌、结构和组成进行表征分析,并运用充放电测试仪对电池循环性能以及储能机理进行研究。结果表明这种H-Si-CNFs电极具有良好的循环性能,其中含10;硅粒子的 H-Si-CNFs在100 mA·g-1充放电,首次可逆容量达到了607 mAh·g-1,经过40次循环后的容量保留率仍有92;。     

化学镀镍陶瓷电容器的电损耗理论研究

本文基于介质陶瓷的显微组织结构,和化学镀镍原理、工艺,及实验过程发现的问题,提出非理想镀镍的溶液渗透模型、夹层结构模型,并发现在一定条件下T_i~(4+)还原变价形成F—中心缺陷. 对上述微观模型进行了理论分析和计算,其结果与化学镀镍陶瓷电容器的各种tgδ实验值基本上是吻合的.     

碳载纳米Pt及纳米Pt-WO_3电催化剂的制备与表征

通过电化学方法 ,在碳载体表面沉积了纳米Pt及纳米Pt WO3 表面电催化剂。运用循环伏安和扫描电子显微镜技术对催化剂电极进行了表征。结果表明 :电沉积的碳载Pt电催化材料是粒度均匀的纳米颗粒。碳载Pt WO3 电催化材料是由纳米颗粒组成的柱状结构 ,直径均匀 ,定向平行排列 ,具有很大的比表面积     

锂离子电池负极硅碳纳米复合纤维的储锂性能

为了实现硅纳米颗粒与一维碳纳米纤维的高效复合,提高硅材料作为锂离子电池负极的电化学性能,通过同轴静电纺丝法构造了硅碳复合结构(Si/C-C)的一维纳米纤维作为锂离子电池的负极材料.通过SEM、TEM、XRD和电化学性能测试对其结构、形貌、成分和电化学性能等进行分析.结果表明:Si/C-C纳米复合纤维的平均直径为500~700 nm,硅含量为22%~33%;在100 m A/g的电流密度下,经100圈循环后其可逆容量维持在1 000 m Ah/g,表现出较佳的循环稳定性和较高的可逆比容量.研究表明,一维复合纳米纤维电化学性能的提升主要归因于硅碳复合结构中一维纳米纤维为硅提供了保护层,一方面有效抑制了硅的体积膨胀,另一方面提升了硅的电子导电性并有效缩短了离子迁移路径.     

碳纳米纤维对CFRP温阻效应的影响分析

为探索掺加的碳纳米纤维(carbon nanofiber,CNF)质量分数对碳纤维复合材料(carbon fiber reinforced polymer, CFRP)温阻效应的影响,将CNF颗粒均匀分散于环氧树脂,制成CFRP元件,进行循环温度测试,并采集CFRP元件的电阻.结果表明:在升温过程中,所有元件均呈正温度系数(PTC)效应,且温度与电阻率的线性关系良好;当掺加的CNF质量分数为0.5%时,更接近材料的渗滤阈值,元件的温度敏感性最强;循环温度作用下,温度曲线变化趋势一致,但会产生明显的"滞后环"现象;随温度循环加载次数的增加,元件的温度敏感性降低,但可重复性变好.     

纳米碳催化研究取得新进展

纳米碳材料具有较好的化学相容性,经表面活化处理后可在烷烃活化、生物质转化、电催化氧还原等反应中表现出优异活性。然而,功能化纳米碳材料表面物种繁多,为单一官能团定量分析带来了较大难度,多个碳催化反应过程的结构-性能基本关联仍未明晰。近日,中国科学院宁波材料技术与工程研究所所属新能源所张建课题组与张亚杰课题组合作开展的纳米碳催化机理研究取得新进展,揭示了     

偕胺肟螯合纤维处理镀镍废液的研究

用偕胺肟螯合纤维(AOCF)作吸附材料，对镀镍废液中的Ni(Ⅱ)离子进行吸附去除。研究静态下吸附条件参数：pH、时间、再生条件等，确定单位质量AOCF对废液的一次处理量和总处理量。并用AOCF对Ni(Ⅱ)离子进行动态吸附，研究废液的体积流量与Ni(Ⅱ)离子去除效果的关系，并进行多次循环吸附实验，吸附处理后的溶液镍总量低于国家排放标准。实验结果还表明，在废液的浓度范围内，AOCF对Ni(Ⅱ)离子的吸附满足弗罗因德利希的等温吸附经验式。     

铝合金表面电镀镍的耐腐蚀性能

在铝合金表面电镀镍,考察镀液温度、电流密度和镀液pH值等因素对镀层耐蚀性能的影响,获得最佳电镀条件下的镍镀层.选择3.50%NaCl溶液作为腐蚀介质,采用稳态阳极极化曲线法研究镀层的耐蚀性能.用SEM和XRD研究镍镀层在腐蚀前后的微观结构和表观形貌的变化.结果表明镀镍的最佳工艺条件为温度50℃、电流密度30mA/cm2、镀液pH值3.82.XRD测试表明镍镀层的结构为立方晶系,晶面择优取向为(111),腐蚀前后晶面择优取向不变,但(111)晶面的织构系数由35.35%增至61.73%,说明低指数晶面(111)具有较好的耐蚀性能.SEM测试表明最佳条件下制备的半光亮镍镀层均匀致密,具有较好的耐腐蚀性能.     

电镀镍铁合金的穆斯堡尔谱学研究

电镀多层镍铁合金工艺是七十年代的新工艺,它用价廉的铁代替部分镍,而且合金镀层具有一系列优良的性能.在应用穆斯堡尔谱学方法研究镍铁合金方面,从Johnson等人的工作开始,陆续出现一些有关因瓦(Invar)型镍铁合金和NiFe,Ni_3Fe的研究论文,然而他们的研究皆不是电镀产生的镍铁合金,而文献[2]所研究的只是一种Ni75成份的电镀镍铁合金.     

静电纺氧化铝纳米纤维研究

采用溶胶-凝胶法，以聚乙烯醇、硝酸铝、水为原料配制出了硝酸铝／聚乙烯醇溶胶-凝胶纺丝液，并通过静电纺丝技术纺制了Al（NO3）3／PVA有机-无机杂化纤维，经高温锻烧后得到了平均直径约为50-250nm无机纳米氧化铝纤维。     

静电纺氧化铝纳米纤维研究

采用溶胶-凝胶法,以聚乙烯醇、硝酸铝、水为原料配制出了硝酸铝/聚乙烯醇溶胶-凝胶纺丝液,并通过静电纺丝技术纺制了Al(NO3)3/PVA有机-无机杂化纤维,经高温锻烧后得到了平均直径约为50～250nm无机纳米氧化铝纤维。