Porous Graphene-Based Electrodes for Fiber-Shaped Supercapacitors with Good Electrical Conductivity

Graphene fibers(GFs) are ideal electrodes for f ibrous supercapacitors because of their excellent mechanical and electrical properties. However, the actual specific s urface area(SSA) of GFs is low due to the restacking of g raphene sheets, which limits the capacitance enhancement o f GFs. One of the effective ways to increase the SSA of GFs is to construct a porous fiber structure, but it disrupts t he conductive pathway and adversely affects the electrochemical(EC) performance of GFs. Therefor...     

Electrochemical Performance of Core-Sheath Dip-Coated Lignin Derived Carbon/Wet-Spun Graphene Electrodes for Fiber-Shaped Supercapacitors

One-dimensional graphene fibers(GFs) possess excellent properties, including high electrical conductivity, good physical and chemical stability, high thermal conductivity, flexibility, etc. GFs are ideal electrode materials for fiber-shaped supercapacitors. However, due to the lack of an effective method to manufacture GFs with high specific capacitance, their low energy density hinders their practical application. Herein, we decorated wet-spun graphene oxide fibers(GOFs) by dip-coating them with graphene oxide(GO) solutions containing different contents of lignin to obtain a core-sheath lignin/GO composite fibers. After carbonization and activation, we successfully prepared lignin derived carbon/GF electrodes. The assembled fiber-shaped supercapacitors(FSSCs) exhibit a specific capacitance of 9.98 mF/cm~2 and an energy density of 0.89 μW·h/cm~2, about 6 times of those of pure GFs(1.57 mF/cm~2 and 0.14 μW·h/cm~2, respectively), long cycling life and cycling stability. This suggests that the introduction of lignin derived carbon into GFs can effectively increase the specific capacitance and the energy density of FSSCs.     

氧化锰/碳纳米管超级电容器复合电极材料的制备

发展了一种简单的用二氧化锰修饰碳纳米管的方法.二氯化锰水溶液在微波辐射下直接转化为二氧化锰,所得的二氧化锰纳米颗粒沉积在碳纳米管上.透射电镜结果表明二氧化锰纳米颗粒尺寸分布均匀.场发射扫描电镜结果表明二氧化锰纳米颗粒和碳纳米管交错形成三维的网状结构.能谱证明了二氧化锰纳米颗粒沉积在碳纳米管上.循环伏安结果显示沉积二氧化...     

碱性纳米MnO2/AC混合超级电容器

采用低热固相反应法制备出纳米MnO2活性材料.循环伏安测试结果表明,在6 mol.L-1KOH电解液中,MnO2电极在-0.3~0.6 V(vs.Hg/HgO)的电压范围内表现出较好的超电容特性.恒流充放电结果表明,以MnO2为正极、活性炭(AC)为负极组成的碱性MnO2/AC混合电容器在比电流为100 mA.g-1、充放电电压范围为0~1.5 V条件下的放电比电容可达66.2 F.g-1.同样条件下,MnO2与活性炭质量比为80∶20的复合正极与活性炭负极组成的(MnO2 AC)/AC混合电容器的比电容可达78.2 F.g-1.     

Study on the Mechanical Properties of Carbon Nanotube/Polyacrylonitrile Composite Fibers

The method of preparing the multi-walled carbon nanotubes (MWNTs)-polyacrylonitriIe (PAN) composite fibers is described and the effects of draw ratio on the mechanical properties of CNT/PAN fibers have also been discussed. The results show that the degrees of MWNTs dispersion in the polymer matrix have much effect on the mechanical properties.     

The Use of Graphene-Based Earphones in Wireless Communication

Graphene-based materials have attracted much attention in recent years. Many researchers have demonstrated prototypes using graphene-based materials, but few specific applications have appeared. Graphenebased acoustic devices have become a popular topic. This paper describes a novel method to fabricate graphenebased earphones by laser scribing. The earphones have been used in wireless communication systems. A wireless communication system was built based on an ARM board. Voice from a mobile phone was transmitted to a graphene-based earphone. The output sound had a similar wave envelope to that of the input; some differences were introduced by the DC bias added to the driving circuit of the graphene-based earphone. The graphene-based earphone was demonstrated to have a great potential in wireless communication.     

聚丙烯腈/多金属复合氧化铁可见光催化光解水的性能

采用共沉淀法和浸渍法制备聚丙烯腈(polyacrylonitrile,PAN)/多金属氧化铁复合光解水催化剂.傅里叶变换红外光谱分析仪(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)表征表明,热处理后的聚丙烯腈发生了热环化反应,其功能基团与金属离子间具有较强的相互作用.X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)表征表明,催化体系中的氧化铁主要为立方晶系,铜、镍及钯均以氧化物形态存在.在光催化反应中,催化剂表现出了较好的催化效果,最高催化产氢速率达到714.3μmol/(g·h).     

石墨烯场效应晶体管的光响应特性研究

采用电子束曝光和剥离工艺制备石墨烯场效应晶体管, 并研究其光电响应特性。结果表明, 当激光光斑(波长为633 nm)照射在金属电极边缘的石墨烯沟道时, 可测得明显的光电流。背栅电压能够有效调制光电响应, 可以改变光电流的大小和方向。在背栅调控下, 光电流出现饱和现象, 石墨烯晶体管的光响应度最大达到46.5 μA /W,可用于构建基于石墨烯的新型光探测器。     

The Effect of Casting Solvent on the Electrical Property of Polyaniline/ Polyacrylonitrile

Blends of dodecylbenzene sulfonic acid doped polyaniline （PANI-DBSA） and polyacryionitrile （PAN） dissolved in either CHCh/DMF or CHCl3/DMSO mixture were solution cast. The conductivity of the blends with various compositions was measured and the doped ：xtent of PANI- DBSA in different casting solvent systems was studied. Solution blends prepared from CHCh/DMSO displayed higher conductivity than those obtained via CHCh/DMF. The dedoping reaction of PANI-DBSA in CHCl3/DMF identified by UV-Vis and FTIR analysis contributed to the lower conductivity of PANI-DBSA/PAN blend.     

功能化聚丙烯腈纤维抗霉菌性能研究

采用化学方法对聚丙烯腈纤维进行改性,再通过离子交换将不同烷基链的季鏻盐离子引入到聚丙烯腈纤维结构中,使其功能化,获得5种新型的季鏻盐改性抗霉菌纤维.通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)、热重分析(TGA)、X射线光电子能谱(XPS)、电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)等手段,对季鏻盐改性前后的纤维结构、形貌进行系统的表征.结果表明:季鏻官能团成功地引入到纤维的大分子链中,改性后纤维表面沟壑数增加,但均匀分布于纤维表面,纤维的整体结构并没有破坏,不影响其机械性能,在230℃以下,季鏻盐改性纤维具有良好的热稳定性,72 h内季鏻盐离子从纤维中的溢出非常少.测试了季鏻盐改性纤维对黑曲霉(Aspergillus niger)、黄曲霉(Aspergillus lavus)、黄青霉(Penicillium chrysogenum)、橘绿木霉(Trichoderma citrinoviride)和里氏木霉(Trichoderma reesei)的混合霉菌的防霉性能.所有季鏻盐改性纤维均不适合霉菌生长,防霉效果与烷基链长度成正比,属于0级防霉材料.     

MnMOF基多孔碳/氧化锰复合结构材料及其超级电容器性能研究

采用水热法制备了纯度较高的前驱体金属有机骨架化合物(Mn-MOF),并在不同温度下对其进行高温煅烧,得到了多孔碳/氧化锰(C/MnO)复合结构材料.运用X射线衍射仪、扫描电子显微镜对该多孔C/MnO材料进行结构表征,并通过循环伏安、恒流充放电等测试方法考察其作为电极材料的超级电容器的电化学性能.结果表明,制备的多孔C/MnO复合结构材料的比电容在800℃煅烧温度下电流密度为0.5 A·g~(-1)时达到最大,为375.0 F·g~(-1).此结果可为多孔C/MnO复合结构材料开辟新的研究方向.     

同轴电缆弯曲对同轴对间串音性能的影响

本文就制造长度上的同轴电缆,在盘绕及伸直两种不同状态时所出现的同轴对间远端串音防卫度的系统差异现象进行了探讨。通过模拟这两种状态,实测同轴对的耦合阻抗并进行分析研究,获得了由于电缆弯曲而引起远端串音防卫度变化的合理解释。最后指出,当采用盘绕状态下的远端串音防卫度数据作为制订技术条件的依据时,必须考虑这种因素的影响。     

用腈纶废料制备高吸水树脂

为了促进废旧高分子物质的综合利用，通过腈纶废料的水解和交联反应制备了高吸水树脂，并测试了其吸水能力。实验初步优选出的制备条件为：在120℃进行水解反应，每克腈纶废料配合0．32克氢氧化钠。所试用的几种交联剂按其效果优劣排序为：聚乙二醇、甲醛、甘油、硫酸铝钾、重铬酸钾。其中聚乙二醇与丙烯腈的最佳质量比为2．4：1000。     

石墨烯基碱金属离子态密度变化规律研究

应用石墨烯态简化吸附模型,研究了吸附在石墨烯上的碱金属离子与石墨烯碳原子的相互作用能V、能带宽度D以及态密度随原子满壳层数的变化规律.结果表明:1吸附在石墨烯上的碱金属离子与石墨烯碳原子的相互作用能V随满壳层数的增多而减小,其大小在0.8~2.0eV之间;而电子能带宽度随满壳层数的变化无明显规律:各元素的能带宽度都较宽(4 000~7 500eV),远大于禁带宽度Δ=4.76eV,其中钾元素的D最大,铷元素的D最小.2石墨烯的态密度随电子能量的变化关于ε=0左右对称,石墨烯中的电子处于正负能量状态的概率相同;电子能量在-100~+100eV范围时态密度严重尖锐化,而其他能量区域态密度的值和变化都很小;电子态密度所处的能量范围随着离子满壳层数的增加而减小.3吸附在石墨烯上的碱金属离子,其态密度随电子能量的变化关于ε=0左右不对称,较多的电子处于正能量状态;碱金属离子中电子处于正、负能量的态密度的差异随着满壳层数的增加而减少.     

聚丙烯腈基炭纤维的组织结构及力学性能

在不同温度下对聚丙烯腈基炭纤维(PAN-CF)进行张力炭化处理并进行高温石墨化.研究结果表明:在炭化过程中,PAN-CF的拉伸强度在1400℃时达最大值,拉伸模量则随炭化温度的升高而增大;与炭化样品相比,PAN-CF石墨化后的拉伸强度减小,拉伸模量增大;随着炭化温度的升高,微晶c轴方向堆叠厚度Lc增大,层面间距d002减小; 炭化温度为1400℃时,PAN-CF在石墨化后,内部的炭颗粒排列得非常紧密,并且孔洞、裂纹、皮芯结构等缺陷很少;当炭化温度高于1400℃时,石墨化后PAN-CF内部有大量缺陷,使PAN-CF的拉伸强度大大降低.     

FeOOH/碳布柔性薄膜电极的制备及其超级电容器性能研究

运用简便易操作的水解法合成了一系列的FeOOH/碳布柔性电极,通过改变水解温度调节FeOOH的纳米结构,采用X-射线粉末衍射、扫描电镜、X-射线光电子能谱等技术对得到的柔性电极进行了表征,将所得材料用作超级电容器负极,研究了其电化学性能.在80℃水解条件下得到的FeOOH/碳布电极的放电比容量高达240F·g~(-1),循环2 000周后容量保持率高达78%.研究表明,FeOOH/碳布柔性薄膜电极的制备方法简单、原材料廉价易得、电化学性能良好,具有广泛的应用前景.     

杂多酸掺杂PAN-SiO2复合质子交换膜的研究

采用溶胶-凝胶法制备了杂多酸掺杂聚丙烯腈-二氧化硅(PAN-SiO2)复合质子交换膜,并研究了其质子导电性能、保水能力和抗化学氧化性能.研究结果表明,该有机/无机复合质子交换膜的室温质子电导率为10-6S.cm-1左右,SiO2和杂多酸的加入使得该复合膜可以在较高温度下使用,而且随着温度的升高质子电导率可提高1~2个数量级,在140℃的中温工作条件下质子电导率则可达10-4S.cm-1.同时SiO2和杂多酸的加入能有效提高中温条件下该复合膜的保水率.与纯聚合物相比,复合膜的抗化学氧化能力显著提高.     

聚丙烯腈碱性条件下水解的研究

研究了聚丙烯腈在强碱条件下的水解过程。用元素分析、红外光谱、电导测定、DSC方法分析产物结构和水解条件的影响,发现了氰基转化的规律;此外,利用元素分析的结果,推算出了聚丙烯腈水解时水解度与时间的关系。并用旋转式粘度计跟踪测定了反应体系的粘度变化,考察了反应时间、碱用量、投料浓度及水解温度对水解反应的影响。     

聚丙烯腈PAN结构链的密度泛函理论研究

在HF/STO-3g基础上,利用密度泛函B3P86方法,选用6-311g基组,对聚丙烯腈PAN的结构链进行了理论研究.在结构优化方面,主链CC平均键长0.154 1 nm,属于sp3型杂化.支链CC平均键长0.146 0 nm.CN平均键长0.115 7 nm.电荷分布方面,计算得出,主链C原子带较强的负电荷,N原子带负电荷,相对较弱.H原子带较强的正电荷,是和N原子相连的C原子所带正电荷的3倍多.最后分析了结构链的振动模式.     

用腈纶废丝制备高吸水剂

本文探讨了用睛纶废丝制备高吸水剂的工艺条件,研完了影响水解度及吸水性能的因素,制得的高吸水剂每克可吸收南离子水455克或合成尿54.5克,或合成血82.5克。