滴胶/炭黑心电电极的制备及性能表征

以高透明水晶胶A胶,B胶和纳米级炭黑为反应原料,采用共混-模压成型法制备了滴胶/炭黑纳米复合导电材料。利用FT-IR、TGA和SEM对该复合材料组分、结构和形貌进行表征,并尝试将该导电复合材料与纯棉无纺布结合制备滴胶型心电电极,同时考察了该类心电电极的导电性能。结果表明,通过共混-模压成型法成功制备了纳米炭黑分散均匀的导电滴胶/炭黑纳米复合材料,其弹性模量为2.45 MPa,电导率为0.399μS/cm,制备的滴胶/炭黑心电电极电导率为7.051μS/cm,具有优异的导电性能,能够采集到稳定的人体心电信号,心电波谱单元清晰、稳定,信噪比高,可满足市场化应用要求。     

炭黑的选择性分布在阻燃抗静电复合材料中的应用

本研究研究了导电炭黑在聚丙烯/聚乙烯共混物中的选择性分布,并通过控制导电炭黑在聚合物基体中的分布以降低阻燃剂与导电填料之间的相互影响,提高阻燃抗静电复合材料的综合性能。导电炭黑在聚合物基体中的选择性分布,一方面降低了阻燃剂对导电网络构建的影响,使复合材料的抗静电性能得到显著改善,为复合材料阻燃性能的提高提供了可能性;另一方面降低了导电填料对阻燃剂分解过程的影响,提高了复合材料的热稳定性。     

炭黑填充聚丙烯复合材料的制备及性能

采用炭黑(CB)为导电组分填充聚丙烯制备复合型导电高分子材料。在分散剂作用下,炭黑可较好地分散在聚丙烯中,赋予材料导电性能,导电阚值为8％(质量)左右。采用差示扫描量热法(DSC)对该复合材料的热性能进行了分析。用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)研究了炭黑在复合材料中的分散形态,表明炭黑以葡萄状聚集体的形态存在是复合材料具有低导电阉值和良好导电性能的重要原因。     

炭黑/聚合物气敏导电复合材料研究进展

综述了炭黑／聚合物导电复合材料作为气敏传感材料的研究．并按未处理炭黑／聚合物复合材料和接枝炭黑／聚合物复合材料进行分类,分别从结构组成、有机溶剂或蒸汽对复合材料的导电性能影响等方面进行了分析。     

炭黑分散状态对炭黑/环氧树脂导电复合材料电阻率和力电性能的影响

通过实验研究了搅拌时间和炭黑表面改性对炭黑/环氧树脂导电复合材料电阻率和力电性能的影响。实验结果表明,随着搅拌时间的延长,炭黑在环氧树脂中的分散性提高,炭黑在环氧树脂中形成的一些导电链被破坏,从而导致复合材料的电阻率提高,电阻率变异系数减小及同批试件的电阻随应变的变化率趋于一致。但进一步延长搅拌时间并不能提高分散性,炭黑仍是以较大聚附体的形式存在。炭黑经偶联剂表面改性后,在环氧树脂中的分散性得到进一步的提高。改性后炭黑以小的聚附体甚至单颗粒的形式分散于环氧中,从而减小了复合材料中分布于炭黑颗粒间环氧树脂间隙的宽度,使复合材料的电阻率和电阻随应变的变化率减小。     

聚吡咯包覆导电炭黑/氧化铟复合材料的制备及其在铅酸电池中的应用

为了改善铅酸电池负极不可逆硫酸盐化及析氢问题,通过原位化学聚合的方法制备导电炭黑/氧化铟表面包覆聚吡咯[PPy@(C/In₂O₃)]复合材料,采用SEM、FTIR、BET和XRD等表征手段分别对复合材料的微观形貌和结构进行分析;通过循环伏安法(CV)和线性扫描法(LSV)测试了复合材料的电化学性能。最后,将PPy@(C/In₂O₃)复合材料添加到铅酸电池负极活性材料中,探究PPy@(C/In₂O₃)对铅酸电池高倍率部分荷电状态(HRPSoC)循环寿命及放电容量的影响。结果表明：PPy@(C/In₂O₃)保留了导电炭黑的基本结构特征,具有较大比表面积;同时具有较高析氢过电位及较大比容量。当将PPy@(C/In₂O₃)复合材料添加到铅酸电池负极活性材料中,不仅可以降低负极板内阻抑制电池的负极硫酸盐化问题,而且可以减弱电池负极析氢问题,在提高铅酸电池放电容量同时,显著提高了铅...     

炭黑改性PZN-PZT/PVDF压电复合材料的制备与性能

将导电炭黑掺杂的聚偏氟乙烯(PVDF)与铌锌锆钛酸铅(PZN-PZT)陶瓷粉体复合,制备0-3型压电复合材料,研究了炭黑添加量对压电复合材料电性能的影响.结果表明,适量的导电炭黑可以明显提高复合材料的极化和压电性能.当炭黑含量为0.3%时,压电复合材料的综合性能最佳,剩余极化强度Pr达到5.37μC·cm-2,矫顽场Ec为57kV·cm-1,介电常数εr为177.2,压电常数d33达到39.7pC/N.     

共轭导电高分子/纳米纤维素复合材料研究进展

以纳米纤维素为基体材料、共轭导电高分子为功能材料,制备的共轭导电高分子/纳米纤维素复合材料兼具共轭导电高分子良好的导电性能以及纳米纤维素易改性、易成膜、可降解等优良特性,由此而拓宽了二者的开发与应用范围,并促进了导电高分子复合材料的发展。综述了几种典型的共轭导电高分子/纳米纤维素复合材料的研究进展,介绍了聚苯胺/纳米纤维素复合材料、聚吡咯/纳米纤维素复合材料和聚噻吩/纳米纤维素复合材料的制备及应用。     

原位聚合法制备炭黑/聚甲基丙烯酸酯导电复合材料

通过原位聚合法制备了炭黑/聚甲基丙烯酸甲酯(CB/PMMA)、炭黑/聚甲基丙烯酸丁酯(CB/PB-MA)和炭黑/聚甲基丙烯酸2-乙基己酯(CB/PEHMA)三种导电复合材料,研究了这三种聚合物基体对复合材料的导电性影响。结果表明:由于炭黑的阻聚作用,当复合材料的炭黑含量增加时,均聚物的数均分子量呈下降趋势,多分散性系数PDI变大。而且炭黑粒子表面发生了接枝聚合反应,这有利于炭黑粒子在聚合物基体中的分散。当聚合物基体的玻璃化温度Tg较高时,复合材料逾渗阈值较低。     

炭黑复合导电材料的导电机理

讨论了导电高分子材料的分类和性能特点,以及炭黑复合导电高分子材料的导电特性与机理,阐述了导电高分子材料的导电机理和影响因素,同时对导电复合材料未来的发展提出建议。     

五氧化二钒/聚吡咯的制备及其电化学性能

采用化学氧化法, 通过改变氧化剂的加入方式, 制备了不同结构的五氧化二钒/ 聚吡咯(V₂O₅ / PPy) 复合材料。用四探针测试了材料的电导率, 并用比表面积(BET) 、X 射线粉末衍射(XRD) 和扫描电子显微镜(SEM)对复合材料进行了测试和表征。结果表明: 氧化剂的加入方式不同, 所得复合材料的结构和形貌明显不同。在反应器内先加入氧化剂时, 吡咯在V₂O₅ 的层间聚合; 在反应器内先加入吡咯单体时, 吡咯在V₂O₅ 的表面吸附聚合。为研究不同结构复合材料的电化学性能, 将V₂O₅ / PPy 作为锂二次电池正极, 组装成扣式电池, 采用恒电流充放电及交流阻抗法对复合正极材料进行测试。结果表明: 采用先加入氧化剂方式所得材料的电化学综合性能最好, 锂二次电池的最高放电比容量达230 mAh/ g。      

Well-defined core-shell carbon black/polypyrrole nanocomposites for electrochemical energy storage

The well-defined core-shell carbon black/polypyrrole (CB/PPy) nanocomposites were prepared via the in situ chemical oxidative polymerization of pyrrole from the surfaces of the carbon black (CB) nanoparticles, with poly(2-hydroxy-3-(methacryloyloxy) propane-1-sulfonate) (PHMAS) as both the surfactant and the dopant. The nanocomposites exhibited the high conductivity at room temperature and the weakly temperature dependence of conductivity from 283 to 423 K. When the core-shell CB/PPy nanocomposites were used as the electrode materials for the supercapacitors, the maximum discharge capacity of 366 F/g was achieved, after being corrected for the weight percentage of the PPy phase at the current density of 5 mA/cm(2) in 1.0 M NaNO(3) electrolyte solution.     

PPy/APS-SiO2纳米导电复合材料的合成与表征

用化学氧化聚合复合方法合成聚吡咯／二氧化硅(PPy／SiO2)纳米复合材料。首先用不同百分含量的氨丙基三乙氧基硅烷(APS)处理SiO2，然后以水为反应介质，通过化学聚合方法合成PPy／APS—SiO2纳米复合材料，并利用红外光谱、热失重、X射线光电子能谱(XPS)、透射电镜和四探针等手段进行表征。结果表明，用APS处理过的SiO2合成的复合材料PPy含量增加，且通过XPS看出PPy／APS—SiO2表面富有PPy，而PPy／SiO2表面富有SiO2。其中用1％APS—SiO2合成的复合材料电导率最高，为38．46S／cm。     

聚吡咯/磷酸铁锂复合正极材料的制备与表征

采用化学氧化法, 以吡咯为单体、 三氯化铁为氧化剂、 苯磺酸钠为掺杂剂在磷酸铁锂颗粒表面进行原位聚合, 制备了聚吡咯/磷酸铁锂(PPy/LiFePO₄)复合材料。用FTIR、 XRD和SEM对PPy/LiFePO₄复合材料进行了结构与形貌表征。用电化学工作站和充放电测试系统对复合材料的电化学性能进行了表征。结果表明: PPy/LiFePO₄复合材料作锂二次电池正极具有良好的充放电循环性能。当PPy质量分数为17%, 充放电电流为0.1 mA时, PPy/LiFePO₄复合材料最高放电比容量达163 mAh·g^-1, 50次循环之后放电比容量仍为初始时的94.9%; 与LiFePO₄相比, 当PPy的含量适当时, PPy/LiFePO₄复合正极材料的放电比容量会有明显提高。PPy的加入提高了LiFePO₄的电子电导率, 从而提高了活性物质有效利用率, 因此PPy/LiFePO₄复合材料的比容量和循环性能均得到了提升。     

聚苯胺/碳复合物的合成及其电化学性能研究

采用化学法合成了聚苯胺/活性炭(PANi/C)和聚苯胺/石墨(PANi/G)复合材料,并研究了其电化学性能.在合成过程中,加入石墨或活性炭均可提高PANi的产率,尤其加入活性炭.所获得的PANi/C、PANi/G复合物的电导率高于聚苯胺与活性炭(PANi+C)、聚苯胺与石墨(PANi+G)混合物及PANi的电导率,其中加入石墨的PANi/G复合物电导率明显增大.以PANi、PANi/G和PANi/C作为Zn-PANi二次电池阴极材料,其放电比容量分别为74.1 mAhg-1、101.3 mAhg-1和118.7mAhg-1,电池库伦效率达90-100%.     

电化学法聚吡咯膜作锂二次电池正极的电池性能

以电化学法制备的聚吡咯膜作正极,组装锂/聚吡咯(PPy)二次电池。运用CHI650B电化学工作站和LAND电池测试系统对电池性能进行测试和表征。结果表明,当充放电电流为0.05 mA,正极片成型压力为10 MPa时,电池的放电比容量和库仑效率随循环次数增加而缓慢增大,经过60个循环后放电比容量达到36 mAh/g,库仑效率为100%。电池的循环伏安曲线存在明显的氧化还原峰,且峰电流很大,说明PPy正极材料的氧化还原可逆性很好。采用电化学阻抗谱分析了电池的内部作用机理,为进一步提高电池综合性能提供理论依据。     

硅烷自组装膜对制备于多孔性基底上导电聚吡咯薄膜性能的影响

采用硅烷偶联剂对在多孔性绝缘Al2O3膜基底上形成的导电聚吡咯(polypyrrole, PPy)薄膜的形貌及导电性能进行了改善,并探讨了硅烷自组装膜与导电PPy薄膜的形成机理.用硅烷偶联剂对Al2O3膜表面进行改性后,形成了与基底牢固结合的硅烷自组装膜,然后通过化学聚合法在自组装膜上制备得到了均匀致密的PPy薄膜.结果表明:硅烷偶联剂有效地改善了PPy薄膜的均匀性及其与基底的附着性,电导率从5.4S/cm提高到了16.6S/cm.     

TiO2-聚吡咯纳米复合材料的电化学制备及其在锂硫电池中的应用

采用电化学沉积的方法,以阳极氧化法制备的二氧化钛纳米管阵列为基底,制备出高度有序的TiO_2-聚吡咯(PPy)纳米阵列,再通过共热法,将单质硫颗粒负载到基底阵列中,得到S/PPy/TiO_2纳米阵列结构复合材料。扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、能谱(EDX)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和热重分析(TGA)表征结果表明,TiO_2纳米管高度有序平行排列,管径约120nm,聚吡咯均匀沉积在纳米管壁上,复合材料中硫的质量分数约为61.9%。电化学测试结果表明,在0.1C电流密度下,S/PPy/TiO_2纳米复合材料首次循环比容量达1155mAh·g-1,100次循环后比容量为648.4mAh·g-1,库伦效率保持在96.8%。高容量下良好的循环稳定性能显示出S/TiO_2/PPy纳米阵列结构复合材料作为锂硫电池正极材料的优势。     

化学沉淀法制备S-FeS/介孔碳复合材料及其电化学性能

为提高锂硫电池的循环性能,采用化学沉淀法制备了负载有FeS的介孔碳(MC)复合材料FeS/MC,通过热复合获得了负载S的MC复合材料S/MC和负载S、FeS的MC复合材料S-FeS/MC。FeS/MC的SEM照片表明,FeS可充填MC表面的孔洞。N2吸脱附等温线表明,负载FeS后,MC的比表面积大幅下降,但平均孔径增大。XRD谱图表明,当负载FeS的含量达到20wt%时,出现了Fe3S4晶相。电化学性能测试结果表明:负载于MC中的FeS本身没有电化学活性,但它对多硫离子的氧化还原过程有催化作用,提高了电极的可逆性;S-FeS/MC的二次放电比容量保持率高于S/MC的比容量保持率,表现出较轻的"飞梭效应";S-FeS/MC的二次放电比容量为1 108.8mA·h/g,50次循环容量保持率为43.7%,高于S/MC的容量保持率,表现出较好的循环性能。     

Novel silicon carbide/polypyrrole composites; preparation and physicochemical properties

Novel silicon carbide/polypyrrole (SiC/PPy) conducting composites were prepared using silicon carbide as inorganic substrate. The surface modification of SiC was performed in aqueous solution by oxidative polymerization of pyrrole using ferric chloride as oxidant. Elemental analysis was used to determine the mass loading of polypyrrole in the SiC/PPy composites. Scanning electron microscopy showed the surface modification of SiC by PPy. PPy in composites was confirmed by the presence of PPy bands in the infrared spectra of SiC/PPy containing various amounts of conducting polymer. The conductivity of SiC/PPy composites depends on PPy content on the surface. The composite containing 35 wt.% PPy showed conductivity about 2 S cm⁻¹, which is in the same range as the conductivity of pure polypyrrole powder prepared under the same conditions using the same oxidant. PPy in the composites was clearly detected by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) measurements by its N1s and Cl2p peaks. High resolution scans of the C1s regions distinguished between silicon carbide and polypyrrole carbons. The fraction of polypyrrole at the composite surface was estimated from the silicon and nitrogen levels. The combination of XPS and conductivity measurements suggests that the surface of the SiC/PPy composites is polypyrrole-rich for a conducting polymer mass loading of at least 12.6 wt.%.