疏松多孔CoFe_2O_4-还原石墨烯电极复合材料的制备与性能

采用原位溶剂热法,以氧化石墨烯(GO)与Co2+、Fe3+为原料制备疏松多孔的纳米CoFe_2O_4-还原氧化石墨烯(CoFe_2O_4-rGO)复合材料。采用XRD、Raman、SEM和HRTEM测试表征了纳米CoFe_2O_4-rGO复合材料的结构与形貌。测试结果表明,纳米CoFe_2O_4-rGO复合材料具有三维结构。自组装的多孔CoFe_2O_4纳米球粒径约为200nm,在rGO上均匀分散,解决了CoFe_2O_4易团聚的问题。电化学测试结果表明,纳米CoFe_2O_4-rGO复合材料具有较高的比容量及优异的循环和倍率性能,在100mA·g-1的电流密度下其比容量为1 262mAh·g-1,50次循环后比容量仍能保持在642mAh·g-1;并在2 000mA·g-1的大电流密度下仍具有221mAh·g-1的比容量。纳米CoFe_2O_4-rGO复合材料拥有更优异的电化学性能的原因在于CoFe_2O_4纳米球在rGO上均匀分布。三维结构增加了Li+储存的活性位点,有效缓解了电极的体积收缩/膨胀效应,提高了纳米CoFe_2O_4-rGO复合材料的导电性。

改性石墨烯/聚(偏二氟乙烯-共-六氟丙烯)复合材料薄膜的制备与性能

采用改进Hummers法对天然鳞片石墨进行氧化和超声剥离处理制备氧化石墨烯(GO),将十三氟辛基三乙氧基硅烷(FAS)与GO反应并还原得到FAS修饰的还原氧化石墨烯(FAS-RGO)。利用溶液涂覆成膜工艺制得FAS-RGO/聚(偏二氟乙烯-共-六氟丙烯)(P(VDF-HFP))复合材料。采用FTIR、XPS、XRD、Raman和TEM表征了FAS-RGO的结构与形貌,同时研究了FAS-RGO用量对FAS-RGO/P(VDF-HFP)介电性能的影响。结果表明:FAS包覆在RGO的表面,有效解决了RGO容易团聚的问题,并且FAS的引入提高了RGO与P(VDFHFP)的界面结合,改善了RGO在P(VDF-HFP)中的分散性,FAS-RGO还能提高P(VDF-HFP)的结晶性,促进形成β晶型。当FAS-RGO的体积分数为1.6vol%、在100Hz频率时,FAS-RGO/P(VDF-HFP)复合材料的介电常数为62,较纯P(VDF-HFP)提高了5.2倍,同时FAS-RGO/P(VDF-HFP)复合材料的介电损耗较低。

聚酰亚胺/锆钛酸铅柔性压电传感器的制备及性能

发展具备高温稳定性的柔性压电传感器对拓展压电传感器在航空航天等复杂环境下的应用具有十分重要的意义。通过静电纺丝技术和高温烧结方法制备了锆钛酸铅纳米纤维(PZT NFs),将PZT NFs与聚酰亚胺(PI)复合,通过溶液刮涂法制备了PI/PZT NFs复合材料并组装了柔性压电传感器。研究结果表明,PI/PZT NFs复合材料兼具PZT的高压电性与PI的柔性以及良好的热稳定性,基于该复合材料组装的柔性传感器具有宽温度使用范围,在20~250℃范围温度内具有稳定的力-电转换信号,在1 N的压力作用下产生的输出电压最高可达0.52 V,灵敏度最高可达198 mV/N,响应时间最低为116 ms,检测限可达0.01 N,在1000个循环内具有优异的耐疲劳性和信号稳定性,有望应用于高温柔性传感。

类鱼骨结构CoFe2O4纳米纤维的制备与性能

采用静电纺丝与高温煅烧相结合的方法,以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、九水合硝酸铁(Fe(NO3)3·9H2O)和六水合硝酸钴(Co(NO3)2·6H2O)为原料,制备出了类鱼骨结构的CoFe2O4纳米纤维,并研究了煅烧温度对CoFe2O4纳米纤维形貌、磁性能以及微波吸收性能的影响。结果表明:随着煅烧温度的升高,CoFe2O4纤维的结晶度和晶粒尺寸逐渐增大,纳米纤维的表面形貌由光滑发展为粗糙多孔,煅烧温度超过800℃时,纳米纤维呈现类鱼骨结构;随着煅烧温度增加纤维直径逐渐减小,900℃煅烧的纤维平均直径为80.3 nm。所制备的纳米纤维经振动样品磁强计(VSM)测试结果表明,饱和磁化强度(Ms)随着煅烧温度的升高而增加,在900℃煅烧条件下纤维的Ms达87.13 A·m^2/kg。矢量网络分析仪测试结果表明,不同煅烧温度下纤维的微波吸收性能差异明显,800℃下煅烧的纤维具有最佳的吸波性能。CoFe2O4纳米纤维通过磁滞损耗和涡流损耗机制吸收电磁波,煅烧产生的孔洞和类鱼骨形貌有利于电磁波在孔道表面多次反射从而增加反射损耗。