静电纺丝制备磁性碳纳米复合纤维及其表征 被引量：2

1

作者 汤营茂 缪清清 +2 位作者 肖荔人 钱庆荣 陈庆华 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期827-834,共8页

以聚丙烯腈（PAN）、乙酰丙酮铁（AAI）、N,N-二甲基甲酰胺（DMF）为原料,采用静电纺丝–煅烧技术成功制备出磁性碳纳米复合纤维。通过TEM分析发现CF900的直径约为130-210 nm,磁性纳米颗粒均匀地分散在碳纳米纤维中,并探讨了碳化温度对... 以聚丙烯腈（PAN）、乙酰丙酮铁（AAI）、N,N-二甲基甲酰胺（DMF）为原料,采用静电纺丝–煅烧技术成功制备出磁性碳纳米复合纤维。通过TEM分析发现CF900的直径约为130-210 nm,磁性纳米颗粒均匀地分散在碳纳米纤维中,并探讨了碳化温度对碳纳米复合纤维磁性能的影响。结果显示：饱和磁化强度（Ms）和剩余磁化强度（Mr）均随温度的升高而增大,样品CF900的饱和磁化强度（Ms）高达27.55 A·m^2/kg,比表面积（SBET）和总孔容积（Vtotal）达354.0 m^2/g和0.315 mL/g。 展开更多

关键词 静电纺丝 碳纳米复合纤维 磁性纳米颗粒 磁性能

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Fe3O4/木质素基纳米碳纤维复合材料的制备及其微波吸收性能探究 被引量：7

2

作者 王桂平 敖日格勒 《中国造纸》 CAS 北大核心 2020年第5期1-9,共9页

本研究以蔗渣乙酸木质素为原料制备了木质素基实心和中空纳米碳纤维(CNFs和HCNFs),然后采用溶剂热法,将经浓硝酸表面氧化处理后的碳纤维和乙酰丙酮铁共混反应合成了Fe3O4/实心和中空纳米碳纤维复合材料(Fe3O4/CNFs和Fe3O4/HCNFs)。通过... 本研究以蔗渣乙酸木质素为原料制备了木质素基实心和中空纳米碳纤维(CNFs和HCNFs),然后采用溶剂热法,将经浓硝酸表面氧化处理后的碳纤维和乙酰丙酮铁共混反应合成了Fe3O4/实心和中空纳米碳纤维复合材料(Fe3O4/CNFs和Fe3O4/HCNFs)。通过傅里叶变换红外光谱仪和拉曼光谱仪分析了碳纤维在浓硝酸氧化处理前后的结构变化,通过扫描电子显微镜能谱仪、X射线衍射仪、比表面积孔径分析仪、振动样品磁强计和矢量网络仪分析并对比了Fe3O4/CNFs和Fe3O4/HCNFs的形貌结构、磁性能和微波吸收性能。结果表明,Fe3O4/CNFs和Fe3O4/HCNFs的饱和磁化强度分别为12. 7emu/g和16. 5 emu/g,均表现出了典型的超顺磁性。相较于Fe3O4/CNFs,Fe3O4/HCNFs在厚度仅为1. 5mm下其最小反射损耗达-11. 8 dB,另外随着吸波体厚度在1. 0~2. 5 mm范围变化,小于-10 dB的吸收频带范围为5. 28~14. 75 GHz,表现出了更优异的微波吸收性能。 展开更多

关键词 木质素 中空 纳米碳纤维复合材料 微波吸收

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静电纺丝法制备壳聚糖/聚乙烯醇基复合碳纳米纤维及其电化学性能 被引量：5

3

作者 张涛 孙友谊 刘亚青 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第S02期516-520,共5页

本工作观察并研究了不同碳化温度下制备的静电纺丝壳聚糖/聚乙烯醇基复合碳纳米纤维膜用作超级电容器电极材料时的电化学性能。通过SEM、XRD、Raman等技术对不同碳化温度得到的碳纳米纤维膜进行结构表征,利用循环伏安法(CV)和恒电流充电... 本工作观察并研究了不同碳化温度下制备的静电纺丝壳聚糖/聚乙烯醇基复合碳纳米纤维膜用作超级电容器电极材料时的电化学性能。通过SEM、XRD、Raman等技术对不同碳化温度得到的碳纳米纤维膜进行结构表征,利用循环伏安法(CV)和恒电流充电/放电(GCD)等电化学技术对不同碳化温度得到的碳纳米纤维膜进行电化学性能测试。结果表明,碳化温度为700℃时所制备的复合碳纳米纤维具有较好的电化学性能,在电流密度为1 A/g时放电比电容高达215 F/g,且循环4000次后容量保持率几乎高达100%,表现出较高的放电比电容和较好的循环稳定性。 展开更多

关键词 碳化 静电纺丝 复合碳纳米纤维 超级电容器

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Fe-Ni/C复合纳米纤维的原位制备与微波吸收性能 被引量：10

4

作者 向军 张雄辉 +2 位作者 叶芹 李佳乐 沈湘黔 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期1379-1387,共9页

采用静电纺丝技术结合稳定化和碳化处理原位制备了Fe—Ni／C复合纳米纤维，其平均直径约为215nm，所生成的Fe—Ni合金纳米颗粒较均匀地分布在碳基纳米纤维的内部和表面，且被石墨化碳层所包覆．以Fe·Ni／C复合纳米纤维为吸收剂、... 采用静电纺丝技术结合稳定化和碳化处理原位制备了Fe—Ni／C复合纳米纤维，其平均直径约为215nm，所生成的Fe—Ni合金纳米颗粒较均匀地分布在碳基纳米纤维的内部和表面，且被石墨化碳层所包覆．以Fe·Ni／C复合纳米纤维为吸收剂、硅橡胶为基质制备成吸波涂层，研究了碳化温度对电磁特性和微波吸收性能的影响．结果表明，涂层厚度为1．2～2．0mm、Fe—Ni／C复合纳米纤维质量分数为5％的吸波涂层表现出优良的微波吸收性能，在7．4～18GHz频率范围内的反射损耗均低于-20dB；随着复合纳米纤维的碳化温度由800℃升高到1200℃，由于阻抗匹配特性的改善，吸波涂层的微波吸收能力逐步加强，其最小反射损耗由-22．6dB降低到-63．0dB． 展开更多

关键词 磁性碳纳米复合纤维 Fe—Ni合金纳米颗粒 微波吸收 阻抗匹配 反射损耗 静电纺丝

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碳纳米管-碳纤维复合改性混凝土力学性能研究 被引量：5

5

作者 夏伟 陆松 +3 位作者 白二雷 许金余 杜宇航 姚廒 《材料导报》 CSCD 北大核心 2023年第16期106-114,共9页

碳纳米管-碳纤维复合增强体(CNTs-CF)是一种在碳纤维(CF)表面引入碳纳米管(CNTs)构筑而成的新型纤维材料。按照利用CNTs-CF作为跨尺度增强组分对混凝土进行改性的思路,制备出五种CNTs-CF体积掺量(0%、0.1%、0.2%、0.3%和0.4%)的碳纳米管... 碳纳米管-碳纤维复合增强体(CNTs-CF)是一种在碳纤维(CF)表面引入碳纳米管(CNTs)构筑而成的新型纤维材料。按照利用CNTs-CF作为跨尺度增强组分对混凝土进行改性的思路,制备出五种CNTs-CF体积掺量(0%、0.1%、0.2%、0.3%和0.4%)的碳纳米管-碳纤维复合改性混凝土(CCMC),测试了CCMC的抗压强度、抗折强度、折压比(抗折强度与抗压强度的比值)及破坏形态等性能指标,进而结合扫描电镜(SEM)图像,分析了CNTs-CF对混凝土基本力学性能的增效机理。结果表明:掺加适量的CNTs-CF有利于混凝土抗压强度和抗折强度的提升,并且CNTs-CF在混凝土基体中的体积掺量存在相对最佳值。与未配置CNTs-CF的普通混凝土相比,当CNTs-CF体积掺量为0.3%时,CCMC的抗压强度提高了8.79%,抗折强度提高了27.76%。在本试验的纤维掺量范围内,CCMC的折压比随CNTs-CF体积掺量的增加呈现出递增趋势,提高幅度为8.47%~19.16%。掺入CNTs-CF后,混凝土的脆性破坏特征有所减弱,在受荷失效时,其仍可保持较好的完整性,坏而不散、裂而不断。CNTs-CF的表面粗糙程度和比表面积显著增大,较CF表现出更加优越的强韧化效应,构成CNTs-CF的CNTs和CF可分别在纳米、微米层级上发挥各自的改性优势,同时又可相互协同、互为补充,改善混凝土材料的微观结构,从而对其力学性能进行有效强化。 展开更多

关键词 碳纳米管-碳纤维复合增强体(CNTs-CF) 改性混凝土 力学性能 跨尺度 协同增强效应

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木质素基磁性多孔复合纳米碳纤维的制备及微波吸收性能 被引量：6

6

作者 王桂平 喻伯鸣 敖日格勒 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第20期20159-20164,共6页

以蔗渣乙酸木质素混合纺丝液为壳层,添加的聚乙烯吡咯烷酮作为形成多孔的软模板,乙酰丙酮铁作为磁性物前驱体,以苯乙烯丙烯腈共聚物溶液作为芯层,通过同轴静电纺丝及碳化过程制备得到木质素基磁性中空多孔复合纳米碳纤维(HPCNFs)。通过... 以蔗渣乙酸木质素混合纺丝液为壳层,添加的聚乙烯吡咯烷酮作为形成多孔的软模板,乙酰丙酮铁作为磁性物前驱体,以苯乙烯丙烯腈共聚物溶液作为芯层,通过同轴静电纺丝及碳化过程制备得到木质素基磁性中空多孔复合纳米碳纤维(HPCNFs)。通过扫描电镜能谱仪对HPCNFs进行形貌观测与元素分析,通过X射线衍射仪、比表面积孔径分析仪和振动样品磁强计分别对HPCNFs进行物相定性分析、多孔特性和磁性能分析。最后通过矢量网络分析仪分析和对比了HPCNFs在1~18 GHz频率范围的电磁参数及微波吸收性能。结果发现,所有HPCNFs样品都具有铁磁性,乙酰丙酮铁添加量最高(25%)时,复合纳米碳纤维具有最高饱和磁化强度(3.16 emu/g);而乙酰丙酮铁添加量为10%时,表现出最好的吸波性能,最小反射损耗达-11.1dB,反射损耗低于-5 dB的频宽为3.05 GHz(5.78~8.83 GHz),低于-10 dB的频宽为0.72 GHz(6.63~7.35 GHz)。最后简单讨论了HPCNFs与微波的相互作用以及可能的微波吸收机理。制备的生物质基复合纳米碳纤维在微波吸收碳材料方面具有较大的发展潜力。 展开更多

关键词 木质素 静电纺丝 中空多孔复合纳米碳纤维 微波吸收

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聚丙烯腈基Si/C/碳纳米管复合碳纳米纤维膜的制备及其储能性能 被引量：1

7

作者 张亚茹 胡毅 +1 位作者 程钟灵 许仕林 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期49-56,共8页

针对Si材料储能过程中体积膨胀的问题,首先采用静电纺丝技术制备聚丙烯腈(PAN)/Si/Fe复合纳米纤维(NFs)膜,然后经化学气相沉积法在复合NFs膜上生长碳纳米管(CNTs),最后经800℃炭化得到PAN基Si/C/CNTs复合碳纳米纤维(CNFs)膜。借助扫描... 针对Si材料储能过程中体积膨胀的问题,首先采用静电纺丝技术制备聚丙烯腈(PAN)/Si/Fe复合纳米纤维(NFs)膜,然后经化学气相沉积法在复合NFs膜上生长碳纳米管(CNTs),最后经800℃炭化得到PAN基Si/C/CNTs复合碳纳米纤维(CNFs)膜。借助扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪、热重分析仪等表征复合CNFs膜的结构与性能,并将其用于锂离子电池负极进行电化学性能测试。结果表明:用添加质量分数为15%的FeSO4(占PAN)催化剂的纺丝液制备的复合CNFs膜具有独特毛毛虫结构,其可有效提升电池的电化学性能,具有2067.9 mA·h/g的初始放电比容量,循环400圈后仍具有851.2 mA·h/g的放电比容量,每圈的容量衰减率仅为0.15%。 展开更多

关键词 静电纺丝 化学气相沉积法 碳纳米管 复合碳纳米纤维 储能性能

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Si/TiO_(2)复合碳纳米纤维的制备及其性能 被引量：1

8

作者 邢宇声 胡毅 程钟灵 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期36-43,共8页

为改善硅/碳纳米纤维的形貌结构并提升其储能性能,将球磨均匀的Si/TiO_(2)粉末和聚丙烯腈(PAN)通过静电纺丝制得Si/TiO_(2)/PAN纳米纤维膜,然后分别在氩气和氢气氛围中炭化得到Si/TiO_(2)复合碳纳米纤维;优化了Si与TiO_(2)的最佳配比与... 为改善硅/碳纳米纤维的形貌结构并提升其储能性能,将球磨均匀的Si/TiO_(2)粉末和聚丙烯腈(PAN)通过静电纺丝制得Si/TiO_(2)/PAN纳米纤维膜,然后分别在氩气和氢气氛围中炭化得到Si/TiO_(2)复合碳纳米纤维;优化了Si与TiO_(2)的最佳配比与最适炭化温度,分析了纤维形貌、分子结构、元素分布对复合碳纳米纤维储能性能的影响。结果表明:在Si和TiO_(2)质量比为1∶2以及900℃炭化条件下,Si/TiO_(2)复合碳纳米纤维具有良好的导电性,其纤维结构与形成的TiO_(2)无序框架可有效缓解Si的体积膨胀和团聚,并显著提高锂离子电池的容量与循环稳定性;在0.2 mA/g电流密度下进行120次循环后,在氩气和氢气条件下炭化制备的复合碳纳米纤维的放电比容量分别为942和1212 mA·h/g,在氢气条件下炭化制备的复合碳纳米纤维拥有更加优异的倍率性能。 展开更多

关键词 复合碳纳米纤维 功能纤维 储能纤维 静电纺丝 炭化处理 球磨混合 电化学性能

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松针状碳纳米管/碳纤维复合碳材料的制备及其在锂硫电池中的应用

9

作者 孟卫娟 李瑜 +5 位作者 张鼎 张忠林 段东红 陈良 郝晓刚 刘世斌 《太原理工大学学报》 CAS 北大核心 2018年第3期391-398,共8页

采用热催化化学气相沉积法,在催化剂前驱体预处理的碳纸碳纤维上沉积碳纳米管。沉积的碳纳米管为多壁碳纳米管,石墨化程度高、分布密度高、比表面积大、管径均匀,微观形貌为松针状。以所制备的CNTs/CF复合材料作为三维多孔电子导体制成... 采用热催化化学气相沉积法,在催化剂前驱体预处理的碳纸碳纤维上沉积碳纳米管。沉积的碳纳米管为多壁碳纳米管,石墨化程度高、分布密度高、比表面积大、管径均匀,微观形貌为松针状。以所制备的CNTs/CF复合材料作为三维多孔电子导体制成锂硫电池,S/CNTs/CF电池首次放电比容量达到1 213.6mAh/g,硫的利用率为72.45%,循环55次后比容量保持在798.4mAh/g,比活性炭电池的电化学性能有显著提高,表明S/CNTs/CF复合材料可以有效地提升锂硫电池的循环性能。 展开更多

关键词 化学气相沉积法 碳纳米管/碳纤维复合碳材料 锂硫电池 硫正极 电化学性能

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g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)纳米复合纤维的制备及可见光催化性能 被引量：2

10

作者 徐宁 格根海日 +1 位作者 代小 达胡白乙拉 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期94-97,共4页

用钛酸四丁酯、聚乙烯吡咯烷酮和石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))为前驱体,利用静电纺丝技术结合煅烧法,制备了具有可见光响应能力的g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)复合纤维。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和紫外-可见光谱(UV-Vis)对样品... 用钛酸四丁酯、聚乙烯吡咯烷酮和石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))为前驱体,利用静电纺丝技术结合煅烧法,制备了具有可见光响应能力的g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)复合纤维。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和紫外-可见光谱(UV-Vis)对样品的微结构和形貌进行表征。结果表明:g-C_(3)N_(4)纳米微粒均匀地负载在锐钛矿型的TiO_(2)纤维表面,光吸收带边扩展至460nm附近。考察了g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)复合纤维在模拟太阳光降解罗丹明B的光催化性能,该复合材料是TiO_(2)纤维的2.26倍。 展开更多

关键词 静电纺丝法 石墨相氮化碳/二氧化钛纳米复合纤维 异质结构 光催化

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复合材料柔软性对倒金字塔微结构阵列传感器性能的影响 被引量：5

11

作者 赵凌云 黄汉雄 +1 位作者 罗杜宇 苏逢春 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期2953-2960,共8页

采用模压成型方法制备了2种柔软性不同的热塑性聚氨酯/短切碳纤维/碳纳米管(TPU/SCF-CNT)复合材料复制物,其表面上具有倒金字塔微结构阵列,内部有SCF与CNT共同构成的导电通路.将复合材料复制物和相应的复合材料平整片封装成柔性传感器.... 采用模压成型方法制备了2种柔软性不同的热塑性聚氨酯/短切碳纤维/碳纳米管(TPU/SCF-CNT)复合材料复制物,其表面上具有倒金字塔微结构阵列,内部有SCF与CNT共同构成的导电通路.将复合材料复制物和相应的复合材料平整片封装成柔性传感器.结果表明,压力作用下传感器内复制物和平整片之间的接触电阻因倒金字塔底棱的形变而显著降低.对使用柔软性较高的复合材料封装的传感器,虽然其相对迟滞稍大,但压力作用下倒金字塔底棱形变量较大,且复制物和平整片内导电通路增加量较大,因此其在0~2.5 kPa的线性区内具有较高的灵敏度(0.32 kPa^(‒1)).制备的2种传感器均具有快速响应特性,且能在500 s(约1580次)的循环压缩/释放测试(峰值压力约3 kPa)中保持较稳定的电阻响应.研究表明,利用模压成型的表面倒金字塔结构复合材料复制物封装成的柔性压力传感器具有良好的传感性能. 展开更多

关键词 聚氨酯/短切碳纤维/碳纳米管复合材料 模压成型 倒金字塔微结构阵列 柔性传感器 灵敏度

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