二氧化锰/石墨烯/棉织物复合电极的制备及其电化学性能

为研究并增强柔性织物电极的电化学性能,采用改进Hummers法制备得到高浓度氧化石墨烯水溶胶,并通过干涂层法将氧化石墨烯涂覆于棉织物表面,经化学-微波两步还原法还原氧化石墨烯,制备了石墨烯/棉织物。进一步采用电化学沉积法将二氧化锰沉积在石墨烯/棉织物上,得到二氧化锰/石墨烯/棉织物复合电极材料。借助扫描电子显微镜、X射线衍射仪和红外光谱仪对复合电极材料的形貌和结构进行表征。研究结果表明:复合电极材料在0.25 A/g的电流密度下比电容达到490 F/g,1 000次电容放电后电容保持在95.5%,能量密度达到17.01 W·h /kg。     

石墨烯/针织复合电极材料的制备及性能测试

为了满足柔性智能可穿戴电子产品的供电需求,设计了一种与之匹配的柔性超级电容器。电极材料是决定超级电容器性能的关键因素,为提高电极材料的电化学性能和耐弯曲性能,以针织物为基底,采用电化学沉积法制备石墨烯/针织复合电极材料。通过SEM测试表征电极材料的表观形貌及结构;通过恒流充放电、循环伏安以及交流阻抗等测试表征电极材料的电化学性能。试验结果表明:石墨烯/涤棉针织复合电极最佳电沉积时间为150 min,比电容为57.76 F/g、电阻为21.14Ω;经过1000次循环充放电后,电容保持率仍然可达82.2%,循环寿命长且耐弯曲性能优异。     

石墨烯/棉针织复合电极的制备及性能

利用液相剥离法制备石墨烯分散液,以纯棉针织物为基底,采用电化学沉积法在不同电沉积时间下制备石墨烯/棉针织复合电极材料。通过扫描电镜(SEM)表征电极的微观结构,并结合循环伏安测试(CV)、恒流充放电测试(GCD)以及电化学阻抗测试(EIS)对电极材料进行电化学性能研究。结果表明,该复合电极材料比电容的大小与石墨烯在织物表面的含量以及分布状态有关,当电沉积时间为90 min时,石墨烯/棉针织复合电极比电容达62.19 F/g,电荷转移电阻为12.08Ω,经过1 000次循环充放电后电容保持率仍然可达89.2%。此外,该电极在弯曲折叠测试中,比电容无明显变化,表现出稳定的电化学性能。     

石墨烯导电弹性织物的制备及性能

采用传统浸轧染色工艺,以氧化石墨烯(GO)分散液为"染"液,在棉/氨纶织物表面沉积一层致密均匀的氧化石墨烯纳米片薄膜,利用聚多巴胺原位还原氧化石墨烯,制备负载导电性良好的还原氧化石墨烯的棉/氨纶导电弹力针织物,并将其组装成多层织物压力传感器。通过扫描电镜、拉曼光谱仪(Raman)和X射线光电子能谱仪(XPS)表征了织物表面涂层的形貌和化学结构,证实GO被PDA成功还原为rGO;分析织物压力传感器的响应机制,并测试其灵敏度、响应时间和循环稳定性,发现该器件具有高灵敏度(在2 kPa以下可达16.10 kPa~(-1))、快速响应性和良好的循环稳定性,并可监测肢体运动和微小信号等。     

一浴浸渍还原法石墨烯导电棉针织物的制备

采用氧化石墨烯(GO)分散液对棉针织物进行一浴浸渍还原法导电整理。探讨GO浓度、还原剂用量、还原温度、还原时间、GO分散液pH值、织物浸渍时间等条件对棉针织物性能的影响。再通过拉曼光谱、扫描电子显微镜(SEM)等对石墨烯导电织物进行表征分析。结果表明,GO浓度2.0 g/L时对棉针织物一浴浸渍还原处理的最佳工艺条件为GO分散液p H值6,浸渍时间100 min,保险粉20.0 g/L,在100℃条件下还原90 min,棉针织物的表面电阻降低至2.67 KΩ/cm,且从拉曼光谱分析中可以看出,经一浴法处理后分散液中的GO较充分地还原成还原氧化石墨烯(RGO)。由导电棉针织物的SEM可知,经GO整理后织物表面沉积了一层还原氧化石墨烯(RGO)薄膜,且GO浓度越高织物表面沉积的RGO越多。     

石墨烯/聚吡咯/棉纱线电极的制备和性能研究

柔性超级电容器对电极材料的导电性和电容性具有较高的要求。为提高纱线电极的导电性和电容性,以棉纱线、氧化石墨烯(GO)、吡咯(Py)为原料,采用化学还原法和原位化学聚合法,制备石墨烯(rGO)/聚吡咯(PPy)/棉纱线电极。观察聚合前后电极材料的表面形貌,测试聚合前后电极材料的电阻和电化学性能,结果显示:PPy颗粒包覆在rGO/棉纱线表面;rGO/PPy/棉纱线电极单位长度的电阻降到373Ω/cm;当电流密度为105.00mA/cm~3时,rGO/PPy/棉纱线电极体积比电容为27.63F/cm~3,电化学性能明显好于未加入PPy的rGO/棉纱线电极的性能。PPy的引入有利于改善rGO/棉纱线电极的导电性和电容性,适用于制备柔性超级电容器的电极材料。     

柔性石墨烯/聚苯胺复合纤维的制备及电化学性能

为了开发柔性石墨烯基功能复合纤维材料,分别制备了氧化石墨烯和盐酸掺杂聚苯胺,将两者混合后利用湿法纺丝制备了氧化石墨烯/聚苯胺复合纤维,并通过化学还原得到石墨烯/聚苯胺复合纤维。对所制备的复合纤维结构、力学性能及电化学性能进行了表征和测试分析。结果表明,所制备的石墨烯基复合纤维由石墨烯片堆叠的蜂窝状框架和包裹的聚苯胺颗粒构成,氧化石墨烯/聚苯胺复合纤维断裂伸长率高达14.92%,还原后仍可保持在5.57%,断裂强度为25.55 MPa,其比电容可达72.95 mF/cm 2。说明复合纤维具有良好的柔韧性和优异的电化学性能,为其在柔性电极、智能可穿戴方面提供了开发应用的潜力。     

碳量子点/石墨烯/棉织物柔性电极的制备

采用两步水热法制备碳量子点/石墨烯/棉织物柔性电极,结合SEM、XRD和电化学测试等多种表征手段对其微观结构与电化学性能进行研究.结果表明,碳量子点/石墨烯/棉织物柔性电极能在保持其高柔性基础上,表现出良好的充放电循环稳定性,为高性能柔性电极材料的研制提供了稳定的基底材料.     

二氧化锰氧化石墨烯碳化棉织物电化学性能研究

探讨二氧化锰氧化石墨烯碳化棉织物的电化学性能。以棉织物为基材,通过浸润-干燥法和化学溶液沉积法,将氧化石墨烯和二氧化锰接枝于棉织物表面,获得二氧化锰棉织物、二氧化锰氧化石墨烯棉织物两种复合棉织物。将获得样品碳化处理,并研究其电化学性能。测试结果表明:二氧化锰氧化石墨烯碳化棉织物在电流密度为100mA/g时,所制备的二氧化锰氧化石墨烯碳化棉织物首次放电量可达356mAh/g,经70次充放电循环后比电容稳定在329.4mAh/g,保容率可达92.5%。认为二氧化锰氧化石墨烯碳化棉织物具有良好的电化学性能。     

聚嘧啶/石墨烯复合材料修饰电极同时测定日落黄和酒石黄

采用液相剥离法制备石墨烯纳米片悬浮液,将其直接滴涂于玻碳电极表面,制备石墨烯修饰电极,再采用电沉积法制得聚嘧啶/石墨烯复合膜修饰电极。采用扫描电子显微镜对该修饰电极的表面形貌进行表征;采用循环伏安法和方波伏安法探究日落黄和酒石黄在该修饰电极上的电化学行为。结果表明,该复合膜修饰电极对两种合成色素均表现出良好的电催化性能。在优化实验条件下,日落黄和酒石黄同时被检测,线性检测范围分别为0.002~2?mol/L和0.003~6?mol/L,检测限分别为0.5 nmol/L和0.9 nmol/L。该方法可用于食品中日落黄和酒石黄的同时测定。     

可拉伸聚吡咯/棉针织物的制备及其储电性能

为赋予棉针织物导电和储电的新功能并将其用于可穿戴器件中,将吡咯单体原位聚合到棉针织物上。借助扫描电子显微镜和红外光谱仪对棉针织物和聚吡咯的微观形貌以及化学结构进行表征,并测试了聚吡咯/棉针织物在不同拉伸应变时的表面电阻及电化学性能。结果表明:聚吡咯充分附着在针织棉纤维上;当拉伸应变从0%增至40%时,织物电阻值从429.2 Ω降至231.4 Ω;织物在5 mV/s条件下的储电面积容量为680.6 mF/cm ²,在2 mA/cm² 条件下为1 014.2 mF/cm²;由聚吡咯/棉针织物组装成的对称型超级电容器在1、5 mA/cm²时的面积容量分别为229.8、161.5 mF/cm²,经过10 000次恒流充放电循环后容量保留率为76.3%。     

聚苯胺/锦纶/氨纶复合导电织物的制备工艺

为制备导电性能良好的导电织物,开发出柔软性智能纺织品,详细介绍制备导电织物的原料、设备、方法及织物导电性能测试方法.以锦纶/氨纶经平绒针织物为基体材料,聚苯胺为导电材料,采用现场吸附聚合沉积法制备导电性良好的聚苯胺复合导电织物.通过单因素试验分析法研究盐酸浓度、过硫酸铵浓度、反应时间、反应温度等工艺条件对导电织物聚苯胺...     

聚苯胺/Ti3C2Tx/碳纳米管复合纤维电极的制备及其性能

为制备电化学性能优异的一维纤维超级电容器,利用碳纳米管(CNT)的液晶态性质和MXene(Ti₃C₂T_x)材料的电化学性能协同制备复合纤维作为电极基体,运用简单可控的电化学沉积方法在纤维表面沉积聚苯胺(PANI)制备复合纤维电极。对纤维进行微观形貌表征和电化学性能测试,获得最佳沉积时间的电极并组装纤维超级电容器。研究表明:当沉积5 min时,在5 mV/s的扫描速度下PANI/Ti₃C₂T_x/CNT纤维电极表现出最大的体积比电容,为113.92 F/cm³;在0.1 A/cm³的电流密度下证明其组装的超级电容器比电容可达65.4 F/cm³,同时在0.8 A/cm³电流密度下循环5 000次后,比电容保持率为79%,具有良好的稳定性。     

聚多巴胺修饰还原氧化石墨烯/聚吡咯导电织物的制备及其传感响应特性

为改善导电织物导电层与织物间的界面黏附性,构建有效接触的导电网络,提升传感响应特性,采用聚多巴胺(PDA)对涤纶/氨纶针织物表面进行修饰,制备以还原氧化石墨烯(RGO)和聚吡咯(PPy)为导电层的柔性传感器。借助傅里叶红外光谱仪、扫描电子显微镜、自制KTC传感测试盒、四探针方阻测试仪、万能拉伸试验机等对导电织物进行表征与分析。结果表明：经PDA修饰后的织物与RGO/PPy间的界面黏附性有明显改善,所构建导电网络更为连续,相较于未修饰的导电织物具有更好的耐久性和耐磨性;该织物柔性传感器的拉伸范围在0%～130%之间时,灵敏度增加至39.1,响应时间为0.06 s,可准确识别人体关节运动。     

Preparation and Characterization of Co3O4/Graphene/Cellulose Nanofiber Composite Films

Nanocellulose has served as an eye-catching nanomaterial for constructing advanced functional devices with renewability, light weight, flexibility, and environmental friendliness. In this study, Co₃O₄/graphene/cellulose nanofiber (CNF) flexible composite films, in which the CNF acted as a spacer for the graphene, were prepared via a facile and scalable vacuum filtration method. The effects of the CNF on the microstructure, hydrophilicity, thermal stability, tensile strength, surface resistance, and electrochemical performance of the Co₃O₄/graphene/CNF composite films were systematically investigated. The results showed that the synergistic interaction of the CNF and graphene substantially improved the overall properties of the Co₃O₄/graphene/CNF composite films, particularly their hydrophilicity and tensile strength. Meanwhile, Co₃O₄/graphene/CNF composite films with a CNF content of 4% appeared to have the optimal electrochemical performance, with an area specific capacitance of 56 mF/cm² and prominent capacitance retention of 95.6% at a current density of 1 A/g after 1000 cycles. This work demonstrated that the prepared Co₃O₄/graphene/CNF flexible composite films have great application potential in the field of flexible energy storage devices.     

负载掺杂纳米TiO_2耐久抗菌织物的制备与表征

为解决特种军需及医用织物在可见光下的耐久性抗菌问题,以钛酸四丁酯为钛源、硫脲和尿素为掺杂体、棉针织布为基材,通过快速溶胶-凝胶法负载和低温热处理,制备出硫氮共掺杂纳米二氧化钛(S-N-TiO_2)可见光催化耐久性抗菌织物。利用紫外-可见漫反射吸收光谱、X射线光电子能谱和扫描电子显微镜,表征分析抗菌材料的光谱性质和微观形貌;以大肠杆菌、金黄色葡萄球菌为目标样本,采用振荡法,研究测试抗菌织物的可见光催化抗菌性能。结果表明:S、N以取代型和间隙型掺进TiO_2晶格中,使其吸收边带红移至可见光区,且吸收强度较高;抗菌织物表面包裹着一层致密的S-N-TiO_2薄膜,对金黄色葡萄球菌的抑菌率均优于AAA级,对大肠杆菌的均高于AA级。     

钴酞菁与碳纳米管共修饰碳纤维织物传感器的制备及其电化学性能

为探索钴酞菁(CoPc)/碳纳米管(CNT)柔性葡萄糖传感器在葡萄糖检测中的应用,制备了一种CoPc和CNT共修饰的柔性碳纤维织物(CFT)修饰电极,并利用电化学工作站的银/氯化银参比电极和铂对电极与其共同组成三电极体系的葡萄糖传感器。借助扫描电子显微镜对修饰电极进行表征,采用循环伏安法、电化学阻抗图谱法、时间-电流曲线法研究葡萄糖传感器的电化学性能。结果表明:该修饰电极具有良好的导电性和电子转移能力,葡萄糖检测线性范围为4×10^-3~2.6 mmol/L,检测限为1.4 μmol/L (信噪比为3),灵敏度为231 μA·L/mmol;该修饰电极在检测葡萄糖时具有较好的重复性,测试10次后其响应电流仍可达到初始值的94.6%,且对果糖、蔗糖、乳糖、半乳糖、抗坏血酸、多巴胺、尿酸等物质具有较强的抗干扰性能。