碳包覆锡锑合金纳米纤维的制备及应用

以氧化锡锑纳米颗粒(Sn0.92Sb0.08O2.04)为前驱体,葡萄糖为碳源,用水热合成法制备碳包覆锡锑合金,然后采用静电纺丝技术制备碳包覆Sn Sb/C纳米纤维。应用透射电子显微镜、扫描电子显微镜对碳包覆锡锑合金纳米颗粒及纤维的形貌进行表征,利用X射线衍射仪分析了碳包覆锡锑合金混合纳米纤维的晶型结构。研究了碳包覆Sn Sb/C纳米纤维作为一种高容量锂离子电池负极材料的电化学性能。结果表明,成功制备了碳包覆锡锑合金纳米纤维;随着纳米纤维中碳包覆锡锑合金含量的增加,制备的负极材料具有较高的可逆容量及较好的循环性能。     

纺织基柔性锌离子电池研究进展

综述近几年国内外纺织基柔性锌离子电池的研究进展。详细分析了纺织基集流体、电极材料及电解质的发展现状。结合近几年试验研究中所采用的制备工艺,对纺织基柔性锌离子电池现存的问题进行了分析探讨,并将其对未来的研究方向进行了总结与展望。认为:对纺织基柔性锌离子电池的研究取得了较大的进步,但其发展仍然处于初级阶段。     

锂离子电池隔膜研究进展

隔膜位于锂离子电池的正极和负极之间,是电池的重要组成部分之一,对电池的安全性起着至关重要的作用.本文介绍了聚烯烃基、非织造布和纤维素纸基锂离子电池隔膜及其复合隔膜的研究进展,分析了各类隔膜材料的优缺点及其对电池电化学性能的影响,并对锂离子电池隔膜的发展趋势进行了展望.     

电化学沉积锌电池MnOx/碳纳米纤维膜自支撑正极的制备及其电化学特性

为开发性能优越、制备工艺简单的可充电锌离子电池(ZIBs)正极材料,以静电纺纳米纤维膜为前驱体,经预氧化和高温炭化制备了碳纳米纤维膜(CNFs),并以CNFs为基底,结合电化学沉积法制备了具有皮芯结构的MnO_x/CNFs复合材料。探讨了不同电化学沉积时间对MnO_x/CNFs复合材料表面形貌、结构以及ZIBs循环充放稳定性和倍率性能等电化学性能的影响。结果表明:电化学沉积法使MnO_x活性材料与CNFs基底间界良好结合,减少了活性材料脱附,提高了二者的界面离子和电子传输能力;以沉积2 h的MnO_x/CNFs作为正极时,ZIBs在0.1 A/g电流密度下的比容量可达647.9 mA·h/g,且在0.5 A/g电流密度下循环充放电500次后仍能保持221.8 mA·h/g的比容量;经2 A/g电流密度循环充放电后在0.1 A/g电流密度下仍能恢复至初始比容量的94%,具有较好倍率性能。     

纤维材料与可穿戴技术的融合与创新

针对目前柔性智能可穿戴领域面临的产品功能单一、续航能力低、穿着舒适性差及三维扭曲形变时与人体贴合性不佳等问题,研究了基于纺织、材料、电子、通信、生物、能源及环境等多学科交叉领域的柔性智能可穿戴纺织品,分析了纤维基柔性智能可穿戴器件的制备方法、组成结构、三维形变与性能之间的关系。综述了近年来可 穿戴技术与产品的研究进展及纤维材料在柔性应变传感器、有机电化学晶体管基生化传感器、超级电容器、微生物燃料电池等柔性智能可穿戴领域的最新应用,指出可穿戴技术与纺织材料的融合是可穿戴产品发展的必然趋势和客观需求。     

织物基柔性超级电容器电极材料的研究进展

探讨织物基柔性超级电容器的制备方式以及组成。介绍了柔性超级电容器的工作原理,阐述了近几年织物基柔性超级电容器的发展,涉及了电极材料、制备方法、电容结构和最终性能等。以碳纳米管、碳纳米纤维、石墨烯、活性炭等碳基材料为例,对比了几种超级电容器的电化学性能,并对此类柔性超级电容器电极材料的应用进行了总结与展望。认为:通过进一步的研究解决柔性超级电容器充放电循环数、电学性能和制备方式等问题,织物基柔性超级电容器将得到更大的发展。     

硫酸铵电解液添加剂对铅酸电池电化学性能的影响

采用循环伏安、线性极化和恒流充放电等电化学方法研究硫酸铵添加剂对铅酸电池正极、负极、板栅合金及电池电化学性能的影响.结果表明,适量(15～20 g/L)硫酸铵用作电解液添加剂的加入可以改善电极性能,增强板栅合金的耐腐蚀性,提高电池放电容量。     

锌离子电池的发展现状及展望

从未来发展趋势看,能源问题将一直伴随人类发展进程,近年来,锌离子电池因其高能量密度、高功率密度、低成本、对环境友好、安全性高等优点逐渐走进人们视野,并且无论是在便携电子设备上还是在大规模储能方面都具有良好的发展前景,本文旨在关注近年来锌离子电池的进展,对锌离子电池中正极材料的选择、电解质的优化及锌负极存在的问题进行总结,提供一个从各方面对锌离子电池较为全面的概述,并对其发展进行一定的预测,希望能助力锌离子电池的发展。     

碳纳米纤维负极材料制备及其电化学性能

为了获得性能优异的碳纳米纤维负极材料并对材料的碳化工艺进行探讨,利用静电纺丝技术和高温碳化制备一维碳纳米纤维负极材料。对获得的碳纳米纤维的形貌、化学成分结构及电化学性能进行测试分析,得到优化的预氧化和碳化条件。结果表明:在预氧化条件为250℃、120 min,碳化条件为800℃、120 min条件下制得的碳纳米纤维具有较好的形貌特征及化学性能,平均直径为190 nm,此时碳结构更加有序,碳含量达到73.7%。通过组装锂离子电池测试电池充放电性能,得到在100 mA/g的电流密度下,放电比容量达到568.4 mAh/g,经过100圈循环后容量保持率达77.3%。     

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。     

兔毛基中空碳纤维在锂硫电池中的应用

为开发高性能、低成本的锂硫电池正极储硫材料,利用天然生物质纤维兔毛为前驱体,经预处理和炭化制备了具有杂原子掺杂的兔毛中空碳纤维(RC),并采用热熔融法制得硫/兔毛基碳纤维(S/RC)复合材料.探讨了不同炭化温度对碳纤维形貌结构、S/RC复合材料晶型结构与电导率、锂硫电池的电化学性能及循环充放电稳定性的影响.结果表明:预...     

钴/碳纤维复合材料的制备及其吸波性能

为解决碳纤维基吸波材料制备方法繁杂、能耗高的问题,以棉纤维为原料,Co2+为金属源,2-甲基咪唑为配体,经配位自组装获得棉纤维表面均匀负载的ZIF-67,复合材料经惰性气氛下高温煅烧得到钴/碳纤维复合材料.结果 表明:随煅烧温度升高,钴纳米粒子结晶度更高,材料的矫顽力和饱和磁化强度增强,铁磁特性明显;煅烧温度有助于碳组...     

柔性纺织纤维基超级电容器研究进展

为促进纤维基超级电容器在柔性能量存储领域的应用,以纺织纤维原料为类别,对高性能纤维(碳纳米管纤维,石墨烯纤维)、天然纤维、合成纤维基超级电容器的研究进行综述。在此基础上,对不同类型的纤维基超级电容器性能分析对比,总结各种纤维基超级电容器的优缺点。结果表明,高性能纤维基超级电容器的纤维结构、传荷位阻、离子扩散速率决定了纤维比能量及循环寿命,但该类型纤维基超级电容器受限于纤维材料的力学性能,后续织造较为困难;天然、合成纤维可满足后道纺织工艺对纤维的力学要求,易与纺织品结合成为整体,其储能大小受活性物质结构、密度、电荷传递协同效应影响较大。最后,针对柔性纤维基超级电容器研究存在的问题进行说明并对未来需要攻克的重点难点进行分析及展望。     

纤维基湿敏柔性驱动器的跨尺度构建及其性能

针对目前纤维基人工肌肉普遍存在变形模式单一(主要为一维扭转和伸缩)、刺激条件苛刻、潜在的化学毒性或制造工艺复杂等问题，提出基于纤维聚集态结构及纤维体分级结构的跨尺度处理策略。通过结构设计将普通粘胶纤维制成快速响应、湿驱动的纱线人工肌肉，进一步通过集成不同的纺织技术与拓扑编织结构设计，实现纱线人工肌肉的机械化生产，并将一维纱线肌肉进一步扩展为二维的织物肌肉驱动器。结果表明：所制备的纱线人工肌肉实现了高达1 657 (°)/cm的扭转冲程，所制备的织物肌肉实现了更高维度的螺旋、卷曲、弯曲和扭转等运动。该制备方法无需任何复合系统、复杂的合成加工和组件设计，有利于促进纤维基人工肌肉在智能纺织品等多领域的应用与发展。     

Harvesting energy from the marine sediment--water interface

Pairs of platinum mesh or graphite fiber-based electrodes, one embedded in marine sediment (anode), the other in proximal seawater (cathode), have been used to harvest low-level power from natural, microbe established, voltage gradients at marine sediment-seawater interfaces in laboratory aquaria. The sustained power harvested thus far has been on the order of 0.01 W/m2 of electrode geometric area but is dependent on electrode design, sediment composition, and temperature. It is proposed that the sediment/anode-seawater/cathode configuration constitutes a microbial fuel cell in which power results from the net oxidation of sediment organic matter by dissolved seawater oxygen. Considering typical sediment organic carbon contents, typical fluxes of additional reduced carbon by sedimentation to sea floors < 1,000 m deep, and the proven viability of dissolved seawater oxygen as an oxidant for power generation by seawater batteries, it is calculated that optimized power supplies based on the phenomenon demonstrated here could power oceanographic instruments deployed for routine long-term monitoring operations in the coastal ocean.     

磷酸铁锂/炭黑/碳纳米纤维柔性正极的制备及其性能

为更好满足柔性锂离子电池对电极材料柔性化的需求,通过静电纺丝以及热处理的方法制备了兼具柔韧性和自支撑性能的磷酸铁锂/炭黑/碳纳米纤维(LiFePO₄/CB/CNFs)柔性正极材料,并对其结构和性能进行表征与分析。结果表明:合成的LiFePO₄活性物质为橄榄石结构,自支撑LiFePO₄/CB/CNFs柔性正极为具有较高孔隙的三维网络结构,CB和LiFePO₄活性物质均可较均匀地嵌在CNFs基体中,CB在LiFePO₄活性物质生成过程中对其纯度和晶体结构的形成未产生影响;当CB质量分数为0.10%和0.15%时,柔性正极均具有较好的电化学可逆性,首圈放电比容量分别为141.1和139.1 mA·h/g,首圈库伦效率分别为87.3%和87.6%,且循环100圈后仍保持性能稳定,第2圈后的库伦效率维持在99%左右。     

海藻酸锌纤维的抗菌性能

为研究含锌海藻酸纤维的抗菌性能,首先用不同质量的硫酸锌处理海藻酸钙纤维,通过离子交换制备含不同质量浓度锌离子的海藻酸钙锌纤维。采用3种方法测试了海藻酸锌纤维的抗菌性能。结果显示,由于锌离子从纤维上的释放,海藻酸锌纤维有明显的抑菌圈,并且能阻止细菌的扩散。定量的抗菌试验结果显示：纤维中的锌离子含量越高,其抑菌性越强;锌离子含量为164.4、124.6和84.9 mg/g的海藻酸锌纤维对枯草芽孢杆菌的杀菌率分别为99.77%、28.18%和7.69%;纯海藻酸锌纤维对临床上常见的5种细菌的杀菌率均在98%以上。     

UHMWPE纤维及其非织造复合材料的制备与应用

超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纤维是继碳纤维、硼纤维、芳纶之后的第四大高强纤维。文章综述了UHMWPE纤维的发展情况、生产工艺、性能、非织造复合材料的加工方法及二者的应用。