聚丙烯腈/二硫化钼纤维薄膜的挠曲电效应与扭转传感特性

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作者 张嘉诚 于影 +4 位作者 左雨欣 顾志清 汤腾飞 陈洪立 吕勇 《纺织学报》 北大核心 2025年第6期80-87,共8页

纤维薄膜的挠曲电效应受到挠曲电材料的显著影响,为探究聚丙烯腈(PAN)/二硫化钼(MoS 2)纤维薄膜中MoS 2质量分数对其挠曲电响应电流、电压及剪切挠曲电系数的影响规律,利用静电纺丝制备PAN/MoS 2纤维薄膜,借助X射线衍射仪、扫描电子显... 纤维薄膜的挠曲电效应受到挠曲电材料的显著影响,为探究聚丙烯腈(PAN)/二硫化钼(MoS 2)纤维薄膜中MoS 2质量分数对其挠曲电响应电流、电压及剪切挠曲电系数的影响规律,利用静电纺丝制备PAN/MoS 2纤维薄膜,借助X射线衍射仪、扫描电子显微镜及拉伸试验机对纤维薄膜的结构形貌、元素含量、力学特性等进行表征,基于自行搭建的扭转挠曲电响应测试平台,测试不同MoS 2质量分数对PAN/MoS 2纤维薄膜挠曲电效应的影响。选用MoS 2质量分数为50%的PAN/MoS 2纤维薄膜制备扭转传感器研究其对不同扭转角度的响应情况。结果表明:挠曲电流、电压和挠曲电系数随着纤维薄膜中MoS 2质量分数的增大而提高,且在MoS 2质量分数为50%时挠曲电压、电流和挠曲电系数达到最优,分别为176.41 mV、102.85 pA和34.2 nC/m;PAN/MoS 2纤维薄膜扭转传感器能够敏锐感应扭转角度的变化。通过木头人关节处绑缚扭转传感器的应用实验,证实PAN/MoS 2扭转传感器能够准确捕捉关节的扭转变化,可为柔性扭转传感器的研发提供新的思路。 展开更多

关键词 剪切挠曲电效应 扭转传感器 柔性可穿戴传感器 聚丙烯腈/二硫化钼纤维薄膜 静电纺丝 健康监测

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长链聚丙烯腈对硫化聚丙烯腈正极载硫量和电导率的影响

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作者 王玉 高敏 +4 位作者 李海璇 申玉坤 马恺 石春花 陈康华 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期810-817,共8页

本研究比较了工业级不同分子量的聚丙烯腈原料对硫化聚丙烯腈(SPAN)正极硫含量和电导率的影响。与常规高纯度聚丙烯腈(Mw=150k)制备的SPAN相比,研究发现工业级超高分子量聚丙烯腈(Mw=1000k)制备的SPAN-1000k正极材料载硫量提升5%,但是... 本研究比较了工业级不同分子量的聚丙烯腈原料对硫化聚丙烯腈(SPAN)正极硫含量和电导率的影响。与常规高纯度聚丙烯腈(Mw=150k)制备的SPAN相比,研究发现工业级超高分子量聚丙烯腈(Mw=1000k)制备的SPAN-1000k正极材料载硫量提升5%,但是电导率比常规高纯度聚丙烯腈制备的SPAN提升了近5倍。SPAN-1000k在第二个循环中提供712 mA·h·gcomposite^(-1)放电比容量,高电导率导致其在1C(1.6 A·g^(-1))的高倍率下可以提供611 mA·h·g _(composite)^(-1)的放电容量。超高分子量硫化聚丙烯腈正极可以提高反应动力学、倍率和循环性能,使锂硫电池具有高性能和更高的实用价值。 展开更多

关键词 锂硫电池 硫化聚丙烯腈 聚丙烯腈 分子量

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硫化聚丙烯腈锂离子电池的制备 被引量：5

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作者 任建国 何向明 +1 位作者 蒲薇华 王莉 《电池》 CAS CSCD 北大核心 2008年第2期73-74,共2页

以硫化聚丙烯腈为正极活性材料,制备了044026型锂离子电池。当充放电电流为0.1C时,电池的比能量为246Wh/kg,能量密度为401 Wh/L,内阻约为70 mΩ。50 mA恒流过充实验结果表明:当电池充电至3.90 V时,电压的上升开始放缓,50 h后电压上升到4... 以硫化聚丙烯腈为正极活性材料,制备了044026型锂离子电池。当充放电电流为0.1C时,电池的比能量为246Wh/kg,能量密度为401 Wh/L,内阻约为70 mΩ。50 mA恒流过充实验结果表明:当电池充电至3.90 V时,电压的上升开始放缓,50 h后电压上升到4.70 V,电池外观没有大的变化。 展开更多

关键词 锂离子电池 硫化聚丙烯腈(PAN) 安全性 比能量

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硫化聚丙烯腈凝胶的制备及其锂硫电池性能 被引量：1

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作者 赵永男 李杨 高海燕 《天津工业大学学报》 CAS 北大核心 2023年第6期67-73,共7页

为了提高硫化聚丙烯腈(SPAN)正极材料的电化学性能,以二甲基亚砜为溶剂,以去离子水为非溶剂,采用热致相分离法制备了聚丙烯腈凝胶(PAN)_g,然后引入水合肼使PANg的分子链间发生N—N交联,制备出化学交联的聚丙烯腈凝胶(PAN_(g+N)),最终通... 为了提高硫化聚丙烯腈(SPAN)正极材料的电化学性能,以二甲基亚砜为溶剂,以去离子水为非溶剂,采用热致相分离法制备了聚丙烯腈凝胶(PAN)_g,然后引入水合肼使PANg的分子链间发生N—N交联,制备出化学交联的聚丙烯腈凝胶(PAN_(g+N)),最终通过高温载硫法制得了硫化聚丙烯腈凝胶(SPAN_(g+N))。利用SEM、TEM、FTIR、XRD等方法研究了材料的结构和物相特征。结果表明:交联结构的SPAN_(g+N)具有高度互联的三维网络结构,结构稳定性及电化学性能均得到显著提高。在0.5 C的电流密度时,首圈放电比容量为1 219.8 mA·h/g,循环100圈后的比容量为1 000.6 mA·h/g,容量保持率达到82.03%,平均每圈衰减率为0.18%。 展开更多

关键词 锂硫电池 硫化聚丙烯腈 凝胶 热致相分离法

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锂离子电池正极材料硫化聚丙烯腈的研究进展 被引量：1

5

作者 黎文路 蒲薇华 +4 位作者 何向明 任建国 王莉 姜长印 万春荣 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2008年第10期28-30,共3页

用单质硫和聚丙烯腈进行硫化,可以制备具有电化学活性的导电高分子材料硫化聚丙烯腈。这种材料用作锂离子电池正极活性材料,可以获得较高的比容量和较长的循环寿命。本文综述了硫化聚丙烯腈的研究进展和可能的储锂机理,并提出了进一步... 用单质硫和聚丙烯腈进行硫化,可以制备具有电化学活性的导电高分子材料硫化聚丙烯腈。这种材料用作锂离子电池正极活性材料,可以获得较高的比容量和较长的循环寿命。本文综述了硫化聚丙烯腈的研究进展和可能的储锂机理,并提出了进一步改进性能的方法。 展开更多

关键词 锂离子电池 正极材料 硫化 聚丙烯腈

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锂硫电池用高度环化硫化聚丙烯腈的制备

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作者 姬璇 汪佳裕 +3 位作者 王安邦 王维坤 姚明 黄雅钦 《电化学》 CAS CSCD 北大核心 2022年第12期60-70,共11页

硫化聚丙烯腈因其不溶解机制和有效缓解锂硫电池中多硫化物“穿梭效应”,被认为是具有吸引力的锂硫电池正极候选材料。硫化聚丙烯腈的导电聚合物骨架具有优异的电子导电性,同时共轭主链能有效解决充放电过程中硫正极体积变化引起的正极... 硫化聚丙烯腈因其不溶解机制和有效缓解锂硫电池中多硫化物“穿梭效应”,被认为是具有吸引力的锂硫电池正极候选材料。硫化聚丙烯腈的导电聚合物骨架具有优异的电子导电性,同时共轭主链能有效解决充放电过程中硫正极体积变化引起的正极结构坍塌问题。因硫化聚丙烯腈的固-固反应机理,有效克服了传统硫正极在醚类电解液中多硫化物溶解及穿梭效应的问题,具有高正极活性物质利用率、出色的循环稳定性和结构稳定性等优势。有许多研究工作致力于通过硫化促进剂来提高硫化聚丙烯腈的硫含量,进而提高材料的能量密度。其中,硫化聚丙烯腈主链的环化度与循环稳定性的关系引起了我们的关注。在该研究工作中,通过在硫化过程中引入无水硫酸铜和正乙基正苯基二硫代氨基甲酸锌(ZDB)合成了SPAN-C-V复合材料。无水硫酸铜和ZDB的共同引入降低了聚丙烯腈环化反应的起始温度,同时提高了产物SPAN-C-V内碳碳双键的含量,在提高了材料硫含量的同时提高了其环化度。以SPAN-C-V为正极活性物质所组装的锂硫电池展现出良好的循环稳定性和倍率性能:在0.2 C(1 C=600 mAh·kg^(-1))下循环100次后的可逆容量为601 mAh·kg^(-1),容量保持率为93%。该工作对于硫化聚丙烯腈材料的发展提供了参考。 展开更多

关键词 硫化聚丙烯腈 CUSO4 正乙基正苯基二硫代氨基甲酸锌 环化度 锂硫电池

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改性聚丙烯腈纤维负载MoS_(x)/TiO_(2)光催化材料制备及其降解染料性能 被引量：7

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作者 杨丽 王涛 +1 位作者 石现兵 韩振邦 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期149-155,共7页

为提升MoS_(x)/TiO_(2)异质结的光催化性能,使用偕胺肟改性的聚丙烯腈(PAN)纤维作为载体,先通过静电结合及原位转化负载MoS_(x),再通过配位作用结合TiO_(2)合成了复合光催化剂。分析了该催化剂的表面形貌、化学结构和光吸收性能,并考察... 为提升MoS_(x)/TiO_(2)异质结的光催化性能,使用偕胺肟改性的聚丙烯腈(PAN)纤维作为载体,先通过静电结合及原位转化负载MoS_(x),再通过配位作用结合TiO_(2)合成了复合光催化剂。分析了该催化剂的表面形貌、化学结构和光吸收性能,并考察了其在可见光下对印染废水的处理效果。结果表明:MoS_(x)和TiO_(2)可均匀分布于PAN纤维表面,且MoS_(x)的引入大幅提升了催化剂的光吸收性能,并能够在波长大于500 nm的可见光下快速氧化降解染料废水,其反应速率常数达到单独负载TiO_(2)纤维催化剂的4.7倍;该催化剂具有优异的重复使用性能,其高活性主要来源于MoS_(x)对污染物的强吸附能力及其在可见光下对TiO_(2)的敏化作用。 展开更多

关键词 硫化钼 二氧化钛 改性聚丙烯腈纤维 光催化 染料降解 印染废水 废水处理

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聚丙烯腈分子量对锂硫电池比容量和循环稳定性的影响 被引量：2

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作者 魏士俊 何润合 +2 位作者 李永兵 靳艳梅 张兴祥 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第22期190-195,共6页

采用自由基聚合法,以丙烯腈(AN)为原料,以不同质量比的水(H_(2)O)与二甲基亚砜(DMSO)的混合试剂为介质,制备不同分子量的聚丙烯腈(VMPAN)。随后采用升华硫(S)作为硫源,制备硫化聚丙烯腈(SPAN),探究了不同H_(2)O与DMSO配比对PAN的理化性... 采用自由基聚合法,以丙烯腈(AN)为原料,以不同质量比的水(H_(2)O)与二甲基亚砜(DMSO)的混合试剂为介质,制备不同分子量的聚丙烯腈(VMPAN)。随后采用升华硫(S)作为硫源,制备硫化聚丙烯腈(SPAN),探究了不同H_(2)O与DMSO配比对PAN的理化性能以及PAN作为锂-硫电池正极时的电化学性能的影响。研究结果表明,混合试剂配比为50∶50的VMPAN具有适中的分子量,用其制备出的SPAN复合材料展现出最佳性能,载硫量近52%(质量分数),锂离子扩散系数可达1.06×10^(-12)cm^(2)·s^(-1),在0.2C和1.0C下初始放电比容量分别达到1805.48 mAh·g^(-1)与1704.22 mAh·g^(-1)。在0.2C下循环100次后正极材料可逆比容量为1225 mAh·g^(-1),容量保持率高达85%,具有优异的循环性能与倍率性能。 展开更多

关键词 锂硫电池 硫化聚丙烯腈 分子量 比容量 正极

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辐照交联制备低分子量聚丙烯腈纤维锂硫电池正极材料及其储硫机理 被引量：2

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作者 张诗昱 何润合 +2 位作者 李永兵 魏士俊 张兴祥 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期148-157,共10页

通过γ射线辐照交联异型聚丙烯腈(PAN)纤维解决了低分子量聚丙烯腈半碳化中的熔融坍塌问题,提高了PAN的半碳化稳定性;采用傅里叶变换红外光谱、元素分析及核磁共振波谱确定了辐照交联机理.同时,根据辐照产生的不同交联度与PAN硫化后载... 通过γ射线辐照交联异型聚丙烯腈(PAN)纤维解决了低分子量聚丙烯腈半碳化中的熔融坍塌问题,提高了PAN的半碳化稳定性;采用傅里叶变换红外光谱、元素分析及核磁共振波谱确定了辐照交联机理.同时,根据辐照产生的不同交联度与PAN硫化后载硫量的变化关系,探讨了硫化聚丙烯腈(SPAN)锂硫电池正极材料的储硫机理.利用拉曼光谱及X射线光电子能谱等分析手段表征了SPAN中硫原子的反应位置,说明PAN主链上的亚甲基所在的碳为与硫化学结合的活性位点,为探究SPAN结构提供了新的依据.交联度升高对硫化后所形成的SPAN正极材料的电化学稳定性起促进作用,容量保持率可提升至98%. 展开更多

关键词 硫化聚丙烯腈 锂硫电池正极材料 γ射线辐照交联 储硫机理

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羧基化碳纳米管含量对锂硫电池SPAN正极材料循环性能的影响

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作者 张兴祥 穆钟林 +1 位作者 刘浩 刘海辉 《天津工业大学学报》 北大核心 2025年第1期32-39,共8页

针对锂硫电池(LSB)中存在的硫利用率低、循环稳定性差的问题,采用简单的静电纺丝技术,并结合半碳化、硫化方法制备了一种独立的硫化聚丙烯腈/羧基化多壁碳纳米管(SPAN/MWCNTs-COOH)复合材料。将该材料直接用作锂硫电池的正极材料,并探... 针对锂硫电池(LSB)中存在的硫利用率低、循环稳定性差的问题,采用简单的静电纺丝技术,并结合半碳化、硫化方法制备了一种独立的硫化聚丙烯腈/羧基化多壁碳纳米管(SPAN/MWCNTs-COOH)复合材料。将该材料直接用作锂硫电池的正极材料,并探究了不同的MWCNTs-COOH添加量对电池循环性能的影响。结果表明:由于其独特的纳米纤维三维网络结构,促进了电池中离子的快速转移,提高了电池的电导率,所制备的正极材料具有库伦效率高、循环稳定性好、柔韧性好等特点。添加9%(质量分数)MWCNTs-COOH的正极材料在0.2 C循环200圈后的容量为533.97 mA·h/g,在0.5 C循环500圈后容量达到429.21 mA·h/g,在较高的电流密度1 C下,仍表现出较好的循环稳定性。 展开更多

关键词 锂硫电池 硫化聚丙烯腈 正极材料 自支撑 羧基化碳纳米管 循环性能

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复合策略提升SPAN倍率性能的研究进展

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作者 杨培跃 姚金 +1 位作者 潘其云 李中 《电池》 CAS 北大核心 2022年第3期342-345,共4页

硫化聚丙烯腈(SPAN)用作锂硫电池正极材料时,循环性能较好,但自身较低的电导率导致倍率性能不佳。综述通过不同结构和功能的碳材料、过渡金属化合物与SPAN制备复合材料,以提高SPAN倍率性能的研究进展。相比于一维和三维的碳材料,具有二... 硫化聚丙烯腈(SPAN)用作锂硫电池正极材料时,循环性能较好,但自身较低的电导率导致倍率性能不佳。综述通过不同结构和功能的碳材料、过渡金属化合物与SPAN制备复合材料,以提高SPAN倍率性能的研究进展。相比于一维和三维的碳材料,具有二维层状结构的石墨烯在复合材料中更易形成导电网络,使SPAN在高倍率下能释放出更高的比容量。将电导率较高或具备一定催化活性的过渡金属硫化物与SPAN复合,可提升SPAN的倍率性能。 展开更多

关键词 锂硫电池 正极材料 硫化聚丙烯腈(span) 复合材料 碳材料 过渡金属化合物 倍率性能

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MoS2-PAN吸附膜对铜离子的吸附性能影响规律 被引量：3

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作者 孙墨杰 艾玉鑫 +3 位作者 王世杰 张庭 王久生 王冬 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2019年第8期2497-2505,共9页

利用聚丙烯腈(PAN)为基膜、硫化钼(MoS 2)为改性剂制备MoS 2-PAN有机-无机复合膜。利用PAN基膜对重金属离子进行选择性、PAN固含量以及温度因素进行吸附性能实验,并通过SEM、FTIR进行表征。在此条件下,通过添加MoS 2提高吸附膜材料对Cu... 利用聚丙烯腈(PAN)为基膜、硫化钼(MoS 2)为改性剂制备MoS 2-PAN有机-无机复合膜。利用PAN基膜对重金属离子进行选择性、PAN固含量以及温度因素进行吸附性能实验,并通过SEM、FTIR进行表征。在此条件下,通过添加MoS 2提高吸附膜材料对Cu^2+的吸附能力,分别改变MoS 2固含量、pH值、温度、反应时间得到最优吸附量,并通过动力学拟合曲线、等温吸附模型以及热力学模型确定反应机理,并通过解吸实验考察吸附膜解吸再生效应。结果表明:在温度为30℃,pH=6的条件下添加MoS 21wt%对Cu^2+吸附180 min吸附性能达到最优,Langmuir等温吸附模型更符合该吸附过程,准二级动力学模型更符合该吸附的动力学过程。吸附是一个自发的吸热过程。 展开更多

关键词 聚丙烯腈 硫化钼 吸附膜 吸附 CU^2+

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Cu_xS／PAN导电纤维的结构与性能 被引量：2

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作者 张丽芳 佟富强 +1 位作者 郑国 冯利 《吉林大学自然科学学报》 CAS CSCD 1994年第2期101-104,共4页

通过简易的化学反应，将导电性颗粒Ｃｕ＿ｘＳ引入到聚丙烯腈（ＰＡＮ）纤维中，可使其体积电阻率ρｖ达０．０８Ω·ｃｍ～０．１Ω·ｃｍ．通过Ｖ－Ｉ特性、电阻与温度的关系以及ＳＥＭ、Ｘ光及ＸＰＳ等，对导电纤维的导电机... 通过简易的化学反应，将导电性颗粒Ｃｕ＿ｘＳ引入到聚丙烯腈（ＰＡＮ）纤维中，可使其体积电阻率ρｖ达０．０８Ω·ｃｍ～０．１Ω·ｃｍ．通过Ｖ－Ｉ特性、电阻与温度的关系以及ＳＥＭ、Ｘ光及ＸＰＳ等，对导电纤维的导电机理和微结构进行了研究． 展开更多

关键词 聚丙烯腈 导电性 导电纤维 硫化铜

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腈纶纺丝板滤网堵塞原因的分析

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作者 虞伟钧 李正民 +2 位作者 许秀玲 任继敏 岳秀英 《电子显微学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第6期619-619,共1页

关键词 聚丙烯腈纤维 PAN 腈纶纤维 滤网 纺丝板孔 纺丝原液 粒径分布 硫酸钠 硫化铁

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静电纺PAN纳米纤维膜强力对含油污水过滤性能的影响 被引量：4

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作者 娄莉华 张弘楠 覃小红 《东华大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期654-662,688,共10页

采用静电纺丝法制备聚丙烯腈(PAN)纳米纤维膜,通过扫描电子显微镜(SEM)观察纳米纤维膜形貌与纤维直径,并分析了纳米纤维膜厚度、加入不同质量分数NaCl、接收滚筒转速、热轧和平板硫化热黏合对纳米纤维膜强力、伸长率和含油污水过滤性能... 采用静电纺丝法制备聚丙烯腈(PAN)纳米纤维膜,通过扫描电子显微镜(SEM)观察纳米纤维膜形貌与纤维直径,并分析了纳米纤维膜厚度、加入不同质量分数NaCl、接收滚筒转速、热轧和平板硫化热黏合对纳米纤维膜强力、伸长率和含油污水过滤性能的影响.结果表明:随着纺丝厚度的增加,纳米纤维膜强度呈线性增加趋势,伸长率呈先增加后减小趋势;加入NaCl对纳米纤维膜强力的影响不显著;接收滚筒转速越高,沿纤维排列方向的纳米纤维膜强力呈增加趋势,垂直纤维排列方向的则呈减少趋势,两个方向的纳米纤维膜伸长率均呈下降趋势;热轧和平板硫化热黏合是提高纳米纤维膜强力最有效的方式,热轧与平板硫化热黏合方式制备的复合纤维膜的断裂强力为50~60N,断裂伸长率为50%~75%,强力约是纳米纤维膜的60倍,强度是纯纳米纤维膜的10~20倍.此外,平板硫化热黏合的复合纤维膜乳化油截留率高达98.56%,高于聚偏氯乙烯(PVDF)商品超滤膜(97.00%),且纯水通量为4 004L/(m^2·h),因此,平板硫化热黏合复合纤维膜在水处理方面具有巨大的应用潜力. 展开更多

关键词 静电纺 聚丙烯腈(PAN)纳米纤维膜 热轧 平板硫化 过滤性能

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配位负载法制备CoS_(2)/AOCF复合材料及其电催化析氢性能 被引量：4

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作者 陈丽茹 陶庭先 +2 位作者 卢晓韩 蒯龙 吴之传 《精细化工》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期1014-1022,共9页

以硫酸钴、硫代硫酸钠、硫和偕胺肟化聚丙烯腈纤维(AOCF)为原料,采用配位负载法制备了CoS_(2)/AOCF复合材料,采用SEM、XRD、TEM、XPS和BET对CoS_(2)/AOCF进行物相分析和形貌表征,并对CoS_(2)/AOCF复合材料的电催化析氢性能进行了测试。... 以硫酸钴、硫代硫酸钠、硫和偕胺肟化聚丙烯腈纤维(AOCF)为原料,采用配位负载法制备了CoS_(2)/AOCF复合材料,采用SEM、XRD、TEM、XPS和BET对CoS_(2)/AOCF进行物相分析和形貌表征,并对CoS_(2)/AOCF复合材料的电催化析氢性能进行了测试。结果表明,AOCF链上—OH、—NH_(2)与Co(Ⅱ)的配位作用极大地提高了活性组分CoS_(2)的比表面积,改变了活性组分的晶体结构,增大了有效活性位点的数量。CoS_(2)/AOCF在10 mA/cm^(2)的电流密度下过电势为92m V,Tafel斜率仅为43mV/dec,具有良好的析氢稳定性,展现了优异的电化学性能。 展开更多

关键词 配位负载法 偕胺肟化聚丙烯腈纤维 复合材料 二硫化钴 电催化析氢 有机电化学与工业

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黏结剂对钾硫电池正极材料性能的影响研究 被引量：2

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作者 员紫梦 刘单单 黄佳佳 《郑州大学学报（工学版）》 CAS 北大核心 2022年第6期70-76,共7页

针对钾硫(K-S)电池中硫化聚丙烯腈(SPAN)正极在循环过程中因结构不稳定易发生容量衰减问题,以黏结剂为研究对象,比较了羧甲基纤维素钠(CMC)和聚偏二氟乙烯(PVDF)黏结剂对SPAN正极电化学性能的影响,并进一步通过动力学测试和电极形貌微... 针对钾硫(K-S)电池中硫化聚丙烯腈(SPAN)正极在循环过程中因结构不稳定易发生容量衰减问题,以黏结剂为研究对象,比较了羧甲基纤维素钠(CMC)和聚偏二氟乙烯(PVDF)黏结剂对SPAN正极电化学性能的影响,并进一步通过动力学测试和电极形貌微观测试探明黏结剂结构对电池性能的影响机理。倍率性能测试结果表明:使用CMC黏结剂制备的SPAN电极在0.1C、0.2C、0.5C、1C、2C、3C倍率下分别具有1256、1161、1058、946、716、538 mAh/g的放电比容量,之后再以0.1C倍率充放电所得放电比容量仍保持为1253 mAh/g,明显优于PVDF黏结剂制备的SPAN电极的倍率性能。此外,循环性能测试结果表明:使用CMC黏结剂制备的SPAN电极在0.5C电流密度下经过100次循环后仍具有822 mAh/g的放电比容量,容量保持率高达75.6%,明显优于PVDF黏结剂制备的SPAN电极的循环性能。机理测试结果表明:CMC黏结剂性能优异的原因在于其结构中大量的含氧活性官能团,一方面可以与活性物质颗粒之间形成较强的化学相互作用,显著提高黏附强度,从而能够承受循环过程中SPAN正极巨大的体积变化,维持电极内部导电网络的稳定,防止电极结构坍塌,提高电池的循环稳定性;另一方面,—COONa可以提高电极的钾离子扩散系数,促进钾离子传输,改善电池的倍率性能。 展开更多

关键词 硫化聚丙烯腈 钾硫电池 羧甲基纤维素钠 聚偏二氟乙烯 黏结剂

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锂硫电池复合正极研究进展

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作者 李西尧 赵长欣 +2 位作者 李博权 黄佳琦 张强 《电化学》 CAS CSCD 北大核心 2022年第12期25-37,共13页

锂硫电池因其超高的理论能量密度被视为极具前景的下一代电化学储能体系,其中高比容量的硫正极提供了锂硫电池的能量密度优势并直接决定了电池的实际性能。经过数十年的发展,最具前景的硫正极体系分别是硫碳复合(S/C)正极和硫化聚丙烯腈... 锂硫电池因其超高的理论能量密度被视为极具前景的下一代电化学储能体系,其中高比容量的硫正极提供了锂硫电池的能量密度优势并直接决定了电池的实际性能。经过数十年的发展,最具前景的硫正极体系分别是硫碳复合(S/C)正极和硫化聚丙烯腈(SPAN)正极。本文系统综述了S/C正极和SPAN正极的最新研究进展。首先,简要介绍了两种正极的工作原理并进行了比较。S/C正极发生固-液-固多相转化反应,充放电表现为双平台特征。与之相比,SPAN正极发生固-固反应,充放电曲线为单平台。然后,对两种正极所面临的挑战和目前报道的优化策略进行了系统的分析与讨论。对于S/C正极,主要调控策略包括电极结构修饰、电催化剂设计与辅助氧化还原介体调控;对于SPAN正极,主要调控策略包括电极结构设计、电极形貌调控、杂原子掺杂和外源性氧化还原介体调控。最后,在电池尺度上对S/C正极和SPAN正极进行了综合比较,并对基于S/C正极和SPAN正极的锂硫电池在未来所面对的机遇与挑战进行了展望。 展开更多

关键词 锂硫电池 硫碳复合正极 硫化聚丙烯腈正极 多硫化锂

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