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纺织学报 2024年第9期45卷 26-32页

作者：王浩然于影左雨欣顾志清卢海龙陈洪立柯俊浙江理工大学机械工程学院浙江杭州310018 嘉兴学院信息科学与工程学院浙江嘉兴314001 嘉兴南湖学院浙江嘉兴314001

针对金属-空气电池阴极易腐蚀的问题,将聚乙烯亚胺(PEI)和聚丙烯腈(PAN)共混,基于静电纺丝方法制备PEI/PAN复合纤维薄膜,抑制CO_(2)对空气阴极的侵蚀。借助计算机模拟方法计算PEI/PAN复合纤维薄膜的最佳成分配比,采用扫描电子显微镜、... 详细信息

针对金属-空气电池阴极易腐蚀的问题,将聚乙烯亚胺(PEI)和聚丙烯腈(PAN)共混,基于静电纺丝方法制备PEI/PAN复合纤维薄膜,抑制CO_(2)对空气阴极的侵蚀。借助计算机模拟方法计算PEI/PAN复合纤维薄膜的最佳成分配比,采用扫描电子显微镜、傅里叶变换红外吸收光谱仪、同步热分析仪等对PEI/PAN复合纤维薄膜的物理特性、CO_(2)吸附性能进行表征和分析。以铝-空气电池为例,通过电池测试系统分析了PEI/PAN复合纤维薄膜对电池电化学性能的影响情况。结果表明:基于静电纺丝技术可成功将PEI嵌入PAN纤维中,所制备的PEI/PAN复合纤维薄膜纤维直径均一且表面光滑;当PEI/PAN复合纤维薄膜中的PEI质量分数为50%时,在100 kPa条件下其CO_(2)吸附量可达1.86 mmol/g;在金属-空气电池阴极添加PEI/PAN复合纤维薄膜,相较于传统铝-空气电池,其比容量提升19.5%,放电时间延长20.4%。

关键词：复合纤维薄膜 CO_(2)吸附聚乙烯亚胺聚丙烯腈空气阴极腐蚀金属-空气电池静电纺丝

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麦饭石/聚乳酸复合纤维薄膜的制备与性能研究

麦饭石/聚乳酸复合纤维薄膜的制备与性能研究

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作者：孙浩哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

近年来,环境中PM2.5含量增多,引发多方面的呼吸系统疾病,为此急需一种阻隔吸附性能佳、环保友好型的复合纤维薄膜。以往制备复合纤维薄膜的原料不够环保,制备方法过于单一。随着纤维薄膜制备技术的飞速发展,高压静电纺丝技术逐渐进入研... 详细信息

近年来,环境中PM2.5含量增多,引发多方面的呼吸系统疾病,为此急需一种阻隔吸附性能佳、环保友好型的复合纤维薄膜。以往制备复合纤维薄膜的原料不够环保,制备方法过于单一。随着纤维薄膜制备技术的飞速发展,高压静电纺丝技术逐渐进入研究者的视线,为制备新型纤维薄膜提供了新的研究方向。本论文以聚乳酸(PLA)为基体,以二氯甲烷和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,将拥有良好的吸附特性、溶出特性、生物活性等多种特性的麦饭石颗粒均匀分散在体系中,采用高压静电纺丝方法制备出一系列麦饭石/聚乳酸复合纤维薄膜。首先通过三级破碎处理技术对麦饭石原料进行处理,并通过扫描电镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、比表面积(BET)及金属离子吸附性能测试对破碎后的麦饭石微粒进行微结构及性能分析。实验结果表明:麦饭石颗粒粒径减小、相对比表面积增大的同时,保留了原有的纳米孔结构,从而增强了吸附能力。采用正交实验法,讨论了影响聚乳酸纤维薄膜的纺丝工艺参数,并确定了最优纺丝工艺:纺丝电压为17 k V,纺丝液流速0.5 ml/h,PLA含量5 wt%,溶剂二氯甲烷和DMF比为6:4。在已确定的最优纺丝工艺下,加入麦饭石颗粒,分别采用直接掺杂方法,制备出一系列PLA含量为5 wt%的麦饭石/PLA复合纤维薄膜。通过SEM、FT-IR、热重分析(TGA)对复合纤维薄膜进行表征,并分别讨论了麦饭石粒径和含量对复合纤维薄膜的微结构、热性能、力学性能和阻隔吸附性能的影响。SEM分析结果表明,麦饭石掺入量为9 wt%,麦饭石粒径为400目时,麦饭石在纤维薄膜中分散最均匀。FT-IR表明,麦饭石的掺入量和粒径大小对体系结构没有任何影响。TGA分析得出,随着麦饭石掺入量的增多和麦饭石粒径的减小,复合纤维薄膜的热分解过程出现了分解温度先下降后升高,残留量逐渐增多的趋势。力学性能测试表明,随着麦饭石掺入量的增多和麦饭石粒径的减小,复合纤维薄膜的拉伸强度呈现先增大后减小的趋势。阻隔吸附性能测试表明,随着麦饭石掺入量的增多,复合纤维薄膜阻隔吸附性能有很大提升,麦饭石掺入量达到15 wt%时,对PM2.5细微颗粒物的阻隔吸附达到完全;当麦饭石粒径的减小为400目时,掺入量达到9 wt%就能达完全阻隔吸附PM2.5细微颗粒物。耐分解性能测试表明,复合纤维薄膜在室温至100℃之间具有很好耐分解性。

关键词：聚乳酸麦饭石静电纺丝复合纤维薄膜

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PVDF/SBS柔性复合纤维薄膜压电-摩擦电纳米发电机

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复合材料学报 2023年第7期40卷 4022-4029页

作者：刘荆堰陈子航姜啟恒熊娟湖北大学物理与电子科学学院武汉430062

可将无规则机械能转换为电能的压电纳米发电机与摩擦纳米发电机能够为低功耗可穿戴电子设备提供独立、持续性供电,有利于促进柔性自供能电子器件多元化的发展。将二者进行集成,可综合二者电输出特性的优点,提高纳米发电机的性能。本文... 详细信息

可将无规则机械能转换为电能的压电纳米发电机与摩擦纳米发电机能够为低功耗可穿戴电子设备提供独立、持续性供电,有利于促进柔性自供能电子器件多元化的发展。将二者进行集成,可综合二者电输出特性的优点,提高纳米发电机的性能。本文分别以聚偏二氟乙烯(PVDF)与苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)为正、负极摩擦材料,采用静电纺丝方法制备了PVDF/SBS复合纤维薄膜,并利用该复合纤维薄膜得到压电-摩擦电复合纳米发电机。研究结果表明:当PVDF掺入量为20wt%时,PVDF/SBS复合纤维薄膜的电学输出性能最佳,器件的开路电压与短路电流最大可达108 V与0.34μA,分别是纯SBS样品的5倍与6倍。将器件固定在手掌、鞋底处,收集拍手、行走、跑步等运动的能量,可产生不同幅度的输出电压,表明器件可有效收集人体运动的机械能;通过手掌拍打器件,可点亮64只商用蓝色LED灯珠;同时器件可检测瞬时压力变化,灵敏度最大可达3.685 V·N^(-1)。上述结果表明PVDF/SBS柔性复合纤维薄膜压电-摩擦电纳米发电机在传感监测和电子器件自供能领域具有良好的应用前景。

关键词：压电-摩擦电纳米发电机聚偏二氟乙烯 SBS 复合纤维薄膜能量收集

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