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。     

锡/碳纳米纤维负极材料的结构变化对其锂电电化学性能的影响

为提高锡基负极材料的锂电性能,分别使用深冷处理作为热补偿方式以及同轴静电纺丝技术成功构建了具有皮芯结构的锡/碳纳米纤维。从形貌和结构方面分析了不同构建方式对皮芯结构锡/碳纳米纤维的影响,并进行锂电性能分析。结果表明:不同构建方式形成了碳层厚度各异的皮芯结构,并且发现使用同轴静电纺丝获得的锡/碳纳米纤维中存在锡与二氧化锡晶型结构共存的现象。依据纳米纤维的制孔原理,获得了深冷处理的锡/碳纳米纤维表现出优异的孔隙结构(BET为89.3 m~2/g)及79%的锂电容量保持率(50圈)的作用机理。     

锡/碳纳米纤维锂电负极材料形貌结构再造及其机制

为改善锡/碳(Sn/C)纳米纤维形貌结构并使其获得优异的锂电性能,采用醋酸锡为前驱体,聚丙烯腈为碳源,通过静电纺丝技术制备了Sn/C前驱体纳米纤维,并通过不同顺序的炭化工艺和深冷处理工艺对Sn/C前驱体纳米纤维进行形貌再造,制备了具有多孔结构与皮芯结构的Sn/C纳米纤维,最后通过形貌表征、比表面积以及晶型结构测试了纳米纤维的结构和性能。结果表明:Sn/C纳米纤维的多孔和特殊形貌的碳包覆结构,有效防止了Sn颗粒的团聚,缓解了充放电时电极材料的体积膨胀,同时减少了容量损失,增强了电极材料的导电性和结构稳定性;经过先深冷处理再炭化处理,具有多孔结构的Sn/C纳米纤维表现出最稳定的电化学性能,循环100圈后的质量比容量保持率高达93.9%。     

深冷处理对锡锑/碳纳米纤维的形貌再造及其机制

为改善锡锑/碳纳米纤维性能,利用深冷处理作为热补偿方式对锡锑/碳纳米纤维进行形貌再造。通过调节深冷与炭化处理的顺序,比较处理顺序的不同对该材料的形貌变化影响,并结合对该材料的晶型结构和含碳量的分析探究其形貌再造机制。结果表明：首先对静电纺锡锑/碳纳米纤维前驱体进行炭化得到锡锑/碳纳米纤维再进行深冷处理,其形貌具有皮芯结构;而如先对静电纺锡锑/碳纳米纤维前驱体进行深冷处理再进行炭化得到的锡锑/碳纳米纤维,其锡锑合金在纳米纤维中的分布则表现出更不均匀性;深冷处理后得到的纳米纤维中的碳含量均有增加;结合其晶型结构分析认为,深冷处理对锡锑/碳纳米纤维的形貌再造归因于该处理技术的晶粒细化作用。     

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%。     

多孔SnO2纳米纤维的制备与表征

以聚乙烯吡咯烷酮作为高分子中间体,五水四氯化锡作为锡源,二氧化硅纳米颗粒作为掺杂,通过静电纺丝技术制备了二氧化锡及掺杂纳米纤维。利用二氧化锡、二氧化硅不同的化学性质,使用氢氟酸蚀刻的方法制备了多孔二氧化锡纳米纤维。采用扫描电子显微镜及投射电子显微镜观察了氢氟酸蚀刻前后纤维形貌的变化;利用X射线衍射仪以及能量色散X射线能谱仪分析了二氧化锡及掺杂纤维的晶型结构,特别是验证了纤维比表面积的变化。实验结果表明：随着掺杂二氧化硅颗粒含量的增加,二氧化锡纤维直径变粗,表面粗糙度增加;经过氢氟酸蚀刻后的二氧化锡纳米纤维出现了一定程度的溶胀现象,二氧化硅颗粒成功被蚀刻,纤维比表面积提高。     

基于静电纺丝法的碳硅复合纳米纤维制备研究

碳硅复合纳米纤维作为锂离子电池负极材料,既保留了石墨材料的高电导率,又兼有硅材料的高理论比容量,是实现高效储能装置的优选方案。文章对基于静电纺丝法的碳硅复合纳米纤维制备过程进行了研究,探讨了不同制备条件对纤维结构的影响,为制备高性能锂离子电池负极材料提供了参考。     

静电纺丝技术在锂离子电池中的应用进展

综述了静电纺丝制备锂离子电池负极材料和聚合物电解质的研究进展,比较了不同处理条件下获得的碳基纳米负极材料的优缺点,介绍了硅基、锡基和钛的氧化物等非碳基负极材料的发展。以PVDF为主的凝胶聚合物电解质静电纺丝技术的发展主要以平衡锂离子传导率和机械性能为目标,实现两者的共同提高。     

皮芯结构微纳米纤维复合纱线的制备及其性能

为探究纺丝液质量分数对皮芯结构微纳米纤维复合纱线结构与性能的影响,利用双针头水浴静电纺丝法连续制备了以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)长丝为芯、外包聚酰胺6(PA6)的皮芯结构微纳米纤维复合纱线,通过扫描电子显微镜、差示扫描量热仪和万能材料试验机对其形貌结构、热性能和力学性能等进行测试与表征。结果表明：不同PA6纺丝液质量分数制备的微纳米纤维复合纱线均具有良好的皮芯结构;当PA6纺丝液质量分数从10%提高到20%时,纳米纤维复合纱线的平均直径从(61.99±13.08) nm增加到(150.22±21.53) nm,结晶度由16.28%提高至20.63%;当PA6纺丝液质量分数为20%时复合纱线的结晶度达到了常规PA6纤维的结晶范围,增加纺丝液质量分数一定程度上可提高复合纱线的力学性能。     

静电纺锡/聚丙烯腈纳米纤维膜制备与表征

将纳米锡(Sn)与聚丙烯腈(PAN)共混,采用静电纺丝法制备Sn/PAN纳米纤维膜并进行炭化处理。使用扫描电子显微镜、透射电子显微镜和X射线衍射法对纤维平均直径、直径分布、Sn在纤维上的存在情况以及Sn加入到PAN中静电纺丝后的结晶程度进行表征,将炭化后的纤维膜直接制成锂离子电池负极,测试其电化学性能。结果表明:随着纺丝电压升高或固化距离增大,纤维直径减小;当静电纺丝电压为14 kV,固化距离为14 cm时,纤维平均直径较小,分布最均匀;炭化后纤维变细;Sn加入到PAN中静电纺丝后发生团聚,结晶程度明显下降;Sn/PAN作为锂离子电池负极材料,具有良好的储能性能。     

静电纺丝多孔碳纳米纤维制备与应用研究进展

为更好地通过静电纺丝技术制备多孔碳纳米纤维,综述了近年来国内外静电纺丝技术实现工业化的可行性,静电纺丝制备多孔碳纳米纤维的方法、多孔结构类型以及多孔碳纳米纤维的应用等方面的最新进展。主要介绍了聚合物与聚合物共混以及聚合物与无机粒子共混静电纺丝多孔碳纳米纤维的2种方法的制备原理及所制得多孔碳纳米纤维的特点,并根据孔结构形状将多孔碳纳米纤维分为中空结构、介孔结构、多级孔结构和碳壳-蜂巢芯结构等类型。最后介绍了静电纺丝多孔碳纳米纤维在电化学、储氢、催化和吸附等领域的应用情况,并对未来多孔碳纳米纤维的发展前景进行了展望。     

碳纳米纤维的开发现状与应用前景

论述了碳纳米纤维制备新方法和碳纳米纤维的特性及应用前景，介绍了中科院物理所开创的碳纳米管沸腾床和移动床催化裂解制备新技术。指出静电纺丝技术可制得实心碳纳米纤维。文章还展望了碳纳米纤维在碳纳米管储氢、锂离子充电电池的电极材料、微区、放射性清洁及同位素分离、纺织混纺材料、高强度碳纤维复合材料、纳米电子器件、催化纤维和膜工业、可溶性碳纳米管试剂、碳纳米管肌肉等领域广阔的应用前景。     

静电纺聚丙烯腈/线性酚醛树脂碳纳米纤维电极的制备及其性能

为研究炭化温度对碳纳米纤维电极性能的影响,采用静电纺丝法制备了聚丙烯腈/线性酚醛树脂(PAN/PF)纳米纤维,然后经不同温度炭化处理得到不同结构与性能的碳纳米纤维,并制备成电极材料.对碳纳米纤维的表面形貌、比表面积、孔结构、石墨化程度和元素含量,以及碳纳米纤维电极的电化学性能进行测试与表征.结果表明:PAN/PF碳纳米...     

静电纺丝法制备锂离子电池隔膜的研究进展

利用静电纺丝技术可以制得高比表面积、高孔隙率的纤维及纤维毡状材料,使其在制备锂离子电池隔膜中具有明显的应用优势。综述了采用静电纺丝法制备纳米纤维膜用作电池隔膜的技术特点及其主要影响因素。重点阐述了静电纺隔膜的结构和性能,如膜的形态结构、机械性能、化学稳定性和热稳定性等。     

静电纺丝纳米纤维的应用研究进展

静电纺丝技术是目前制备纳米纤维的较优方法,制备的纳米纤维具有比表面积大、直径小、孔隙率高等优点,在过滤材料、生物医学、电子元件等领域都有着良好的应用前景。综述了近几年来国内外静电纺丝纤维在过滤材料、生物医学、电子元件等领域中的应用研究现状。总结了静电纺丝纳米纤维面临的问题,并展望了静电纺丝纳米纤维的发展趋势。     

基于ZnCo2O4的多孔碳纳米纤维制备及其储能性能

针对锂硫电池循环过程中容量衰减快的问题,采用水热法制备ZnCo₂O₄纳米颗粒,然后与聚丙烯腈(PAN)混合,通过静电纺丝法制备复合纳米纤维并进行炭化处理得到复合多孔碳纳米纤维。借助扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱仪、拉曼光谱仪、比表面积测试仪表征复合多孔碳纳米纤维的微观结构和物化性能,优化得到最佳制备工艺;并将其作为正极硫载体测试电化学性能。结果表明:基于ZnCo₂O₄制备的复合多孔碳纳米纤维存在大量孔孔相连的通道,比表面积高达210.85 m²/g;组装成的锂硫电池具有典型的充放电平台以及明显的氧化还原峰,其初始放电比容量为759.2 mA·h/g,50圈充放电循环后,仍具有74.0%的可逆比容量,相比于不掺杂ZnCo₂O₄的静电纺丝碳纳米纤维具有更高的比容量,更好的倍率性能。     

纳米纤维锂电池负极材料的制备及性能分析

探讨一种用于高性能锂离子电池负极材料的制备及性能。通过配制乙酰丙酮铁的聚丙烯腈/聚甲基丙烯酸甲酯(PAN/PMMA)混合溶液用作前驱液,利用静电纺丝技术制备多孔碳/四氧化三铁纳米纤维。结果表明:多孔碳/四氧化三铁纳米纤维呈现多孔的结构和凹凸不平的形貌,Fe_3O_4纳米粒子均匀地镶嵌在碳基质中;在电流密度为100 mA/g时,多孔碳/四氧化三铁材料电极首次放电比容量高达1 380 mAh/g,经过100次循环后,稳定比容量为641 mAh/g;这种电极材料表现出优良的倍率性能,在电流密度为5 000 mA/g时,其可逆比容量仍维持在330 mAh/g。认为:这种多孔碳/四氧化三铁复合物作为高性能锂电池负极材料具有广泛的应用前景。     

静电纺丝制备乙基纤维素纳米载药纤维

本文通过静电纺丝技术制备了乙基纤维素/酮洛芬复合载药纳米纤维膜,利用傅里叶红外光谱仪(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)以及X射线衍射仪(XRD)对载药前后的乙基纤维素纳米纤维分别进行了表征。扫描电子显微镜观察结果表明,用六氟异丙醇为溶剂制备的纳米纤维膜表面光滑,没有粘结现象,纤维直径在500~600 nm之间;红外光谱分析表明,利用静电纺丝技术成功制备了载药乙基纤维素纤维;X射线衍射表明,酮洛芬以无定形的状态存在于纳米纤维中;释药结果表明,酮洛芬在7天左右的累积释药率达到50%左右,可以用作药物缓释材料模型。     

静电纺PAN纳米纤维膜过滤性能研究

为了得到高过滤性能、低压降的纳米纤维过滤材料,研究不同质量分数的聚丙烯腈(PAN)纺丝液在不同纺丝参数下制备的纳米纤维膜,并对其形貌、结构、孔径及过滤性能进行了表征。结果表明,随着PAN质量分数的增大,静电纺丝得到的纳米纤维直径增大,纤维膜平均孔径增大,过滤效率先增大后减小。随着施加电压的增大,制备的纳米纤维直径变小,纤维膜平均孔径减小,过滤效率增大。随着注射速度的增大,制备的纳米纤维直径变化不大,纤维孔径更均匀,过滤效率得到提升。研究得到最佳的静电纺丝参数为:PAN质量分数18%,施加电压18 k V,注射速度1.5 m L/h。     

纳米二醋酸纤维制备工艺及过滤性能研究

以环境友好型复配液(乙酸和水的混合溶液,二者体积比3∶1)作为溶剂,通过静电纺丝技术制备二醋酸纳米纤维膜。探讨二醋酸质量分数、纺丝电压、纺丝速度等主要工艺参数对纤维直径和表面形态的影响,并对纳米二醋酸纤维膜与常规水刺二醋酸非织造织物所构成的复合滤料的过滤性能进行测试与分析。试验结果表明:当二醋酸质量分数为13%、纺丝电压为20 kV、纺丝速度为0.5 mL/h时,能获得形态较好的纤维及无纺膜;复合滤料对于粒径为2μm的颗粒的过滤效率达到99.84%,过滤阻力为118 Pa,成功制备了高效低阻的环保型过滤材料。