PAN/PANI复合纳米纤维纱线的制备及其性能

采用两步法制备聚丙烯腈(PAN)/聚苯胺(PANI)复合纳米纤维纱线,即先通过改良的静电纺丝装置制备PAN纳米纤维纱线,再通过气相原位聚合法制备PAN/PANI复合纳米纤维纱线。利用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)、数字万用表等仪器对复合纳米纤维纱线进行测试表征,讨论了氧化剂浓度、聚合时间、盐酸浓度、聚合温度等因素对其表面形态、电学性能及力学性能的影响。结果表明,在氧化剂浓度为0.375 mol/L、聚合时间为5h、盐酸浓度为1mol/L、聚合温度为20℃的条件下,复合纳米纤维纱线具有优良的导电性能及力学性能,电导率最大可达(3.15±0.19)S/m,此时拉伸强度达到(30.30±5.66)MPa。

PAN/SWCNTs复合纳米纤维纱线的制备及其性能

采用改进的静电纺丝装置,分别制备了纯聚丙烯腈(PAN)纳米纤维纱线和不同单壁碳纳米管(SWCNTs)质量分数的PAN/SWCNTs复合纳米纤维纱线.利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、傅里叶红外-拉曼光谱仪和X射线多晶衍射仪分别对复合纳米纤维纱线进行了形貌和直径表征、分子结构分析、结晶结构分析,并测试了不同SWCNTs质量分数对复合纳米纤维纱线力学性能的影响.结果表明:不同SWCNTs质量分数的PAN/SWCNTs复合纳米纤维纱线均具有良好的形态且沿着纱线轴向有序排列;随着SWCNTs质量分数的增加,纱线和纤维的直径均呈现减小的趋势,并且纤维中的串珠增多;碳纳米管沿纤维轴向均匀分布;碳纳米管的加入没有产生新的特征峰,但PAN的峰值有所减弱或增强;碳纳米管的加入改变了PAN的结晶性能;当SWCNTs质量分数为5%时,复合纳米纤维纱线的拉伸强度达到最高值为24.25 MPa.

基于聚苯胺/聚丙烯腈纳米纤维膜的柔性空气电池阴极

采用静电纺丝技术制备聚丙烯腈(PAN)纳米纤维膜,并在其表面原位合成聚苯胺(PANI),制备PANI/PAN纳米纤维膜;采用扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱仪、四探针电阻仪、热重分析仪,以及X射线衍射仪对制备的PANI/PAN纳米纤维膜进行一系列物理化学性能测试。以浸有KCl溶液的水性薄膜为电解质层,将PANI/PAN纳米纤维膜与锌金属片组装成柔性空气电池,并对其进行放电性能测定。该空气电池在2000 s内放电电流大于0.5 mA,电压大于0.4 V。