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.     

射频等离子法石墨纤维碳纸的表征

把一种射频等离子(RF-Plasma)石墨纤维制备成用作燃料电池扩散层材料的碳纸.采用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等技术,对该碳纸的纤维微结构及表面形貌进行了表征.测试了该自制碳纸及日本东丽公司碳纸的导电性与透气性,并对二者进行了比较,以探索该新型碳纸替代进口碳纸的可能性.     

聚酰亚胺纳米纤维碳化及其储电性能研究

以联苯四甲酸二酐和对苯二胺为单体,在低温下反应形成聚酰胺酸溶液,电纺该溶液形成聚酰胺酸纳米纤维布,并热亚胺化和碳化形成碳纳米纤维布,用热天平、扫描电镜等手段对纳米纤维的尺寸、形貌、导电性以及碳化过程进行了观察和表征.通过模拟电容器实验,对碳纳米纤维布作为超级电容器电极材料使用时的储电性能进行了检验,测得这种碳纳米纤维布在0.5 mol/L高氯酸锂-乙腈电介质中的最高比电容量为118.5 F/g.     

巴基纸制备的研究进展

作为一种功能化的多孔宏观结构,巴基纸既保留了纳米材料的物理化学特性,又有效解决了碳纳米材料个体操作应用困难的缺点,适合在复合材料、电极、催化、过滤和提纯等领域的大规模工程应用.按照所用碳纳米材料的不同,巴基纸大致可分为四类:单壁碳纳米管巴基纸、多壁碳纳米管巴基纸、碳纳米纤维巴基纸、混合巴基纸.按照其材料的不同对巴基纸的制备进行综述,并对将来的研究进行了展望.     

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.     

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。     

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     

镁合金新型电镀工艺研究

研究了一种镁合金表面直接电镀镍的新工艺.采用脉冲电流法预镀镍,再采用脉冲电流或恒电流方法电沉积镍,可在镁合金表面获得结合力、防护装饰性能优良的镍镀层.采用记时电位和动电位扫描方法研究了镁合金的直接电镀镍行为,采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等方法对镀层的微观形貌和结构进行分析.结果表明:镁合金表面经脉冲电流法预镀镍后,表面形成了稳定的薄层镍镀层,可为后续电镀镍合金提供性能良好的镀层基底;后续镀液中的促进剂具有提高电流效率、促进镀层沉积的作用.镁合金直接电镀工艺所得镀层具有非晶态结构,均匀、致密,耐蚀性能优异.     

静电纺丝法制备聚己内酯/石墨烯复合材料纳米纤维

利用静电纺丝方法制备了聚己内酯(PCL)/石墨烯复合纳米纤维,对电纺纳米纤维的表面微观形貌、热性能和力学性能等进行了表征,并研究了石墨烯的加入量、PCL浓度、电纺电压、接收距离等参数对复合纤维性能的影响.研究结果表明:当加入石墨烯质量分数为0.27%时,得到的电纺纳米纤维的力学性能提高最大,拉伸强度增加48.6%,杨氏模量增加66.0%;当PCL质量分数为11%,电纺电压为28kV,接收距离为35cm,电纺液流速为6mL/h时,电纺过程稳定,可以得到直径均匀的纳米纤维.     

碳载纳米Pt及纳米Pt—WO3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。     

纳米金-铂/碳纤维复合材料的制备及其修饰电极性能研究

通过静电纺丝法制备聚丙烯腈纤维(PANF)并高温碳化以获得碳纳米纤维(CNF),利用水热法将纳米铂(PtNPs)负载于CNF表面得到Pt/CNF复合材料,将其固定于电极表面之后进一步利用电沉积法将纳米金(AuNPs)形成于Pt/CNF表面得到修饰电极(Au/Pt/CNF/CILE)。通过扫描电镜考察复合材料的形貌结构,利用电化学方法研究修饰电极的电化学性能,求解其有效面积。结果表明CNF呈网状结构,PtNPs稳定附着在纤维表面,电沉积的AuNPs均匀分布在Pt/CNF/CILE表面,所制备的修饰电极的导电性能增强、有效面积增大且表面丰富的电活性位点促进了电子的有效转移。     

碳气凝胶的微结构控制

探索新型纳米多孔材料碳气凝胶的微结构控制,研究常压条件下纤维增强型碳气凝胶的制备,以及催化剂浓度、质量分数、纤维表面特性、溶胶注入纤维前的老化时间等制备参数对其微结构的影响.通过扫描电镜（SEM）、孔径分布和电阻率测量等测试手段,发现可通过制备参数实现碳气凝胶从纳米到微米量级的控制.     

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.     

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.     

磁性纳米复合纤维及磁性纸的制备与性能

以云杉纤维为原料,采用原位复合方法制备纤维素/磁性纳米复合纤维.通过X射线衍射、FTIR、SEM、AFM等方法对样品的结构进行表征,发现磁性粒子在云杉纤维上以表面复合为主,腔内复合较少,其晶体类型主要为γ-Fe2O3,粒径为20～100 nm.采用SQUID测定样品的磁性能,发现样品具有超顺磁性,兼具一定的铁磁性,其饱和磁化强度为14.7 emu/g纤维.以不同方式将复合纤维添加到抄纸系统,制备了多层复合及磁性纳米复合纤维呈取向分布的磁性纸.与单独用磁性纤维抄造的纸相比,复合纸白度提高,强度性能显著改善,并具有较好的磁性能.     

碳/碳复合材料中不同微区的基体结构

为优化碳基体结构,提高碳/碳(C/C)复合材料综合性能,针对沥青基C/C复合材料中纤维束内及纤维束间不同碳基体结构微区,利用显微Raman光谱、原位纳米力学测试、Micro-CT、扫描电镜(SEM)和压汞仪对碳基体结构进行研究。结果表明:碳基体呈片层结构沿纤维、纤维束表面取向堆积排列,在纤维、纤维束表面区域及纤维束之间碳基体中存在一定孔隙、裂纹等缺陷;纤维间基体的石墨化程度是沿着纤维表面向中心区域逐步增强,靠近纤维表面区域基体的弹性模量高于纤维间区域的弹性模量。C/C复合材料中碳基体形成过程存在渐次性和差异性,从而影响C/C复合材料综合力学性能。     

一步法制备有序排列的珠丝状纤维复合物

基于电纺丝和电喷雾技术的原理相似性,该文联合使用这2种技术来一步获得珠丝状的纤维复合物。通过使聚乙烯醇溶液和聚乙烯吡咯烷酮溶液分别从对喷电纺丝装置的两个喷丝头以电纺丝和电喷雾的模式进行喷射,获得纳米纤维和微米颗粒,纤维与颗粒相互碰撞结合从而得到表面带有颗粒的纤维复合物。结果表明:电喷雾得到的颗粒较均匀地附着于电纺丝纤维表面,复合纤维束经过旋转收集装置的牵引可以呈现良好的单方向有序排列;通过改变电喷雾的喷射介质的质量分数可以改变复合纤维的形貌;当提高溶液的质量分数使得射流的喷射模式由电喷雾转变为电纺丝时,纤维复合物的珠丝状结构将被消除,并且使得纤维束的排列有序度变差。     

PAN／Cu／Ni纤维及复合材料的电磁屏蔽性能

用聚丙烯腈纤维经化学镀铜再电镀镍制成的导电ＰＡＮ／Ｃｕ／Ｎｉ纤维作填料，与ＨＩＰＳ树脂熔融共混，制备了导电复合材料．对纤维表面镀层的形态结构、导电性及复合材料的导电性和电磁屏蔽性（包括导电填料量、混炼时间及纤维表面处理等）进行了深入地研究．同时对复合材料电磁屏蔽的理论值与实验值做了比较．     

纳米MnO_2在碳棒上的固载

用电解法制备了纳米MnO2颗粒.以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)与纳米MnO2颗粒作为前驱体,以无水乙醇为溶剂,在超声波震荡下制得纳米MnO2均匀分散的黄绿色PVP溶胶.以电纺丝技术制得PVP/MnO2纤维和PVP/MnO2纤维充分缠绕的碳电极.氮气保护下,于550℃马弗炉中处理,得到固载良好的纳米MnO2电极.用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、红外吸收光谱(FT-IR)等测试手段对超细纤维进行了表征.     

高强度聚酰亚胺/Ag复合纳米纤维的制备与表征

采用电纺及热亚胺化技术制备了聚酰亚胺/Ag纳米纤维复合材料, 用X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及透射电子显微镜(TEM)对纤维表面形貌及结构进行了表征, 并研究其电学性能及力学性能. 结果显示, 随着Ag含量的增加, 复合纳米纤维膜的电导率逐渐提高. 当Ag的质量分数为35%时, 复合纳米纤维膜的导电率为2.8 μs/cm, 同时其拉伸强度高达240 MPa.