中空微纳米纤维的静电纺丝法制备及清洁能源方面应用

【摘要】：本文利用自组装静电纺丝技术,以聚乙烯毗咯烷酮(PVP)作为模板,以相应的无机盐为前躯体,制备出了CuFe2O4、V2O5以及VN等无机中空纳米纤维。本文采用了场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)以及热重-失重(TG/DTA)等测试对纳米纤维进行了表征,并且对其电化学性能进行了初步的研究。 首先,利用静电纺丝技术结合高温退火技术,我们制备出了CuFe2O4中空纳米纤维,其具有很好的铁磁性以及电化学性能。从结果上可知,随着退火温度的升高纳米颗粒尺寸逐渐增加将导致CuFe2O4中空纤维的Ms与Mr的增加。与此同时,由于CuFe2O4纳米颗粒从单磁畴向多磁畴转变,因此使得的CuFe2O4纳米颗粒的H。先增加后减小。这标志着CuFe2O4中空纳米纤维具有很好的磁学性能。此外,CuFe2O4中空纳米纤维的电化学性能显示了典型的赝电容并且比电容随着放电电流密度的增加而减小。CuFe2O4电极在不同电流密度(0.5A/g,1.0A/g,1.5A/g和2.0A/g)下的比电容分别为28F/g,24F/g,20F/g and17F/g. 其次,利用静电纺丝技术,以PVP为模板制备出了V205中空纳米纤维。然后,以V2O5中空纳米纤维作为模板,在氨气气氛中不同的温度下进行高温退火,得到了多孔的VN中空纳米纤维。我们研究了VN中空纤维的晶体结构、形貌以及电化学性能。结果显示,中空纤维的相结构属于立方结构,并且中空纤维的管壁由许多纳米颗粒组成并显示了多孔的结构。当在2MKOH电解液中电流密度为1A/g时,VN中空纤维的最大比电容可以达到115F/g,并且在超级电容器方面具有潜在的应用。与此同时,VN中空纤维的电容消退的原因也在本文中被讨论,并且电容消退与在循环过程中出现的V2O5的糟糕的导电性有关。 【关键词】：静电纺丝 CuFe_2O_4 V_2O_5 VN 中空纤维 超级电容器
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TQ340.64
【目录】：

• 摘要7-8
• Abstract8-12
• 第1章 绪论12-27
• 1.1 纳米材料12-14
• 1.1.1 纳米材料的概念12
• 1.1.2 一维纳米材料的基本性质及应用前景12-14
• 1.2 一维纳米材料的制备14-16
• 1.2.1 气体-固体生长法14
• 1.2.2 气相-液相-固相生长法14-15
• 1.2.3 溶液-液体-固体生长法15
• 1.2.4 溶胶-凝胶法15
• 1.2.5 模板法15-16
• 1.2.6 水热法16
• 1.2.7 超声化学法16
• 1.2.8 融盐法16
• 1.3 静电纺丝基本原理16-24
• 1.3.1 静电纺丝过程中的影响因素17-20
• 1.3.2 静电纺丝纳米纤维的应用20-23
• 1.3.3 静电纺丝技术制备中空纤维的研究进展23-24
• 1.4 纳米材料在超级电容器中的应用24-25
• 1.5 选题意义和研究内容25-27
• 第2章 实验部分27-31
• 2.1 实验用化学药品27
• 2.2 实验设备及主要仪器27
• 2.3 表征方法27-28
• 2.4 电化学测试28-31
• 2.4.1 电极的制备28-29
• 2.4.2 电化学性能测试29-31
• 第3章 CuFe_2O_4中空纳米纤维的制备及其表征31-41
• 3.1 引言31
• 3.2 CuFe204中空纳米纤维的制备31-32
• 3.3 结果与讨论32-39
• 3.3.1 热重(TG-DTA)分析32-33
• 3.3.2 X射线衍射(XRD)分析33-34
• 3.3.3 红外光谱(FTIR spectra)分析34-35
• 3.3.4 场发射扫描电镜(FE-SEM)分析35-36
• 3.3.5 透射电镜(TEM)分析36
• 3.3.6 CuFe_2O_4中空纤维的形成机理36-37
• 3.3.7 磁性性能研究37-38
• 3.3.8 电化学性能测试38-39
• 3.4 本章小结39-41
• 第4章 多孔VN中空纤维的制备及其电化学性能研究41-54
• 4.1 引言41-42
• 4.2 实验部分42
• 4.3 实验结果与讨论42-53
• 4.3.1 对V_2O_5的结构表征42-43
• 4.3.2 对VN的表征43-46
• 4.3.3 V_2O_5以及VN中空纤维的形成机理46-48
• 4.3.4 电化学性能测试48-51
• 4.3.5 对循环后的VN-600电极的电容消退机理分析51-53
• 4.4 本章小结53-54
• 结论54-55
• 参考文献55-65
• 致谢65-66
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录66

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

一维纳米材料在超级电容器中的应用    桑林;王美丽;黄成德;

浅析纳米材料的液相制备方法及其表征    许洁瑜;麦丽碧;黎惠英;

纳米Co(OH)_2/HY复合物的制备及其电化学电容性能    曹林,梁彦瑜,孔令斌,力虎林

PHBV电纺纤维结构与形态的研究    方壮熙,张璐,韩涛,胡平

电纺法制备纳米纤维及其应用研究    周明阳;

纳米材料性质及应用    赵玉岭;

低维纳米材料的制备方法    顾期斌;

静电纺丝法制备的钴酸镍微米带的磁性以及电化学性能(英文)    朱福良;赵景新;程永亮;李海宝;阎兴斌;

用于超级电容器的金属氧化物及其复合电极材料的制备与性能研究    郎俊伟

基于氧化锰和炭材料的超级电容器研究    张治安

基于电纺丝技术的一维功能性纳米材料的研制    黄绘敏

基于静电纺丝技术构筑一维纳米复合材料及其催化性能的研究    杨洋

氧化锰的液相合成及其电容性能    俞兆喆;徐华蕊;颜东亮;

静电纺纤维制品在空气过滤中的应用    潘芳良;潘志娟;

Co(OH)_2/NaY复合材料的制备及其超级电容性能    马池;孔令斌;罗永春;康龙;

PANi电极在不同电解液中的电化学电容性能研究    谭永涛;冉奋;王翎任;刘吉;孔令斌;罗永春;康龙;

珊瑚状聚吡咯的制备及其超级电容性能    冉奋;党国静;孔令斌;罗永春;康龙;

新型纳米纤维固相萃取柱制备及其用于组织样品中柔红霉素测定研究    曲子健;康学军;吴玮玮;陈宝安;顾忠泽;

纳米自洁涂料特性表征和评价方法研究进展    黎军;

二氧化硅/聚乙烯醇杂化电纺纤维膜的制备与结构形态    史铁钧;周玉波;廖若谷;王华林;

采用PMMA填充的一维纳米材料介电性能研究    张冬;宋伟;何丽娟;王暄;雷清泉;

电纺聚氧化乙烯纤维的分散形态和结晶行为研究    史铁钧,周玉波,廖若谷,王华林

新型葡萄糖生物传感器的构筑、机理及应用研究    卫银银

用于超级电容器的金属氧化物及其复合电极材料的制备与性能研究    郎俊伟

多元尖晶石铁氧体基微纳米纤维的电纺制备、表征与磁性能研究    向军

金属氧化物/碳微球复合材料超级电容特性研究    汪形艳

纳米介孔材料与介孔-大孔材料的制备及超电容性能研究    郑明波

高分子量聚乳酸基三维纳米纤维结构的构建及应用研究    曹鼎

新型能源材料—电化学电容器与锂离子电池电极材料的研究    梁彦瑜

超级电容器模块化技术的研究    李海东

微结构环交联型聚膦腈材料的制备与表征    朱路

液晶模板法制备有序介孔薄膜材料及性能研究    赵丹丹

(MCM-41)-La_2O_3纳米复合材料的制备、表征及光学性质研究    赵紫军

纳米氧化物的湿化学合成与形貌控制研究    周杨

过渡金属基微、纳米材料的水热/溶剂热合成、表征及其性能研究    靳黎娜

铜、锌基微/纳米半导体材料的可控合成及应用研究    刘俊

二醋酸（SCA）纳米纤维的制备及性能表征    王银利

改性壳聚糖磁性微粒的制备及其应用    李艳

静电纺聚乙烯醇纳米复合纤维的制备及催化性能研究    常雪霏

分级纳米结构的聚苯胺及其复合物的制备与电化学性能    姜遵群

单壁碳纳米管在元素形态分析中的应用    朱利

电纺超细纤维增强环氧树脂透光复合材料的制备和性能研究    廖华强

钛酸钠纳米线的电传输特性研究    孙中化,梁学磊,曹建军,陈清,张志勇,彭练矛

金属氧化物超大容量电容器电极材料的研究进展    张治安;杨邦朝;邓梅根;胡永达;

氧化钌/活性炭超级电容器电极材料的研制    王晓峰,王大志,梁吉

纳米电极材料制备及其电化学性能研究(Ⅲ)——微乳法制备纳米MnO_2及其性能    夏熙,刘玲

电化学混合电容器    邓梅根,汪斌华,胡永达,杨邦朝

超级电容器用纳米γ-MnO_2制备及性能    罗旭芳,张雪纯,王先友,汪形艳

电动汽车用“非常规”动力源    董栋,董天午

碳基电化学电容器及其研究进展    王建立,刘文华

电动汽车能量存储技术概况    程夕明,孙逢春

双电层电容器有机电解液研究进展    李建玲,梁吉,徐景明,毛宗强

新型能源材料—电化学电容器与锂离子电池电极材料的研究    梁彦瑜

超级电容器中孔炭电极材料的制备及性能研究    赵家昌

基于碳材料和氧化钌超级电容器的研究    慈颖

小晶粒NaY分子筛合成探索    陈国周

纳米氧化物的制备及在超级电容中的应用    闪星

小晶粒NaY分子筛的合成    赵文江

复合金属氧化物材料的电化学电容行为    肖芳

MnO_2基超级电容器电极材料的制备与性能研究    彭波

电化学超级电容器复合电极材料的制备与研究    王彦鹏

超级电容器NiO及其复合材料的制备与电化学性能    孟祥云

静电纺丝纳米纤维的新进展和未来动向    廷璋;

静电纺丝法制备有序排列的纳米纤维最新进展    龙云泽;李蒙蒙;尹志华;

静电纺纳米纤维的工艺原理、应用及发展前景    付文丽;康为民;程博闻;李全祥;

静电纺丝法制备ZnFe_2O_4纳米纤维    郑笑秋;范立佳;王进贤;董相廷;薛冉;郝宇冬;

静电纺丝法制备木质素基纳米纤维    冯玉;敖日格勒;

静电纺丝Ag-TiO_2复合纳米纤维的制备和表征    张威;李和平;黄思雅;潘伟;

天然高聚物的静电纺丝技术及应用    邱芯薇,潘志娟

静电纺丝法制备聚乙烯醇纳米纤维    李杰;

ZnO纳米纤维的静电纺丝及其光催化性能的研究    吕玮;陈顺玉;陈登龙;陈育民;谢珍珍;

静电纺丝法制备铝掺杂ZnO纳米纤维的研究    宋朱晓;张海明;朱彦君;

激光熔体静电纺丝法制备PET微纳米纤维    李秀艳;刘会超;

负载地塞米松和骨形成蛋白的P(LLA-CL)-胶原蛋白纳米纤维用于骨组织再生    苏艳;莫秀梅;

壳聚糖-累托石基电纺纳米纤维膜中球形串珠的成型机理    邓红兵;黄容;杜予民;丁彬;

静电纺丝法制备LaMnO_3微/纳米纤维    柳巍;赵从兆;黄蕾;

基于电纺纤维模版的多层中空纳米纤维制备    葛丽芹;嵇剑宇;柏林玲;顾忠泽;

静电纺丝法制备CdO/In2O3复合纳米纤维及对甲醛气敏性能的研究    陈鹏鹏;王兢;杜海英;

面向GHz宽频带吸波的稀土掺杂纳米纤维的制备与研究    李从举;汪滨;黄博能;

TiO_xN_y和TiN纳米纤维的制备及光催化性能研究    王兆杰;李振宇;王策;

静电纺丝制备BiFeO3纳米纤维及其磁性能研究    徐翔;林元华;

静电纺纳米纤维的可控制备及其在能源、环境领域的应用    丁彬;斯阳;

仪化增产四孔中空纤维    陈维新 周义本

天津工大中空纤维膜制备技术获国家二等奖    武晓东 张蕾

中空纤维膜分离器环氧封头获推广    王玲李晓佳

保暖性能好 中空人造纤维受青睐    高原

再生纺：旺季不旺    中国化纤经济信息网 蔡行

仪化开发13旦中空纤维    刘春

中空纤维膜分离器环氧封头实现成果转化    于小凡

以色列用牛血清蛋白生产纳米纤维    菲晏

我纳米纤维科技及产业正在突围    记者 董山峰

能发光的有机纳米纤维问世    

几种稀土含氧酸盐发光材料的静电纺丝法制备及性能研究    侯智尧

电纺丝法制备ZnO纳米纤维及其性能研究    林丹丹

纳米纤维基载体材料的静电纺丝制备及其功能化应用研究    亢海刚

BaTiO_3纳米纤维湿度传感性能的研究    贺媛

静电纺丝法制备聚合物纳米纤维及其应用    姚永毅

PAN纳米纤维膜及其载Ag复合物性能研究    李尚禹

有机/无机纳米纤维的制备及其性能研究    王永芝

PVAc/TiO_2杂化纳米纤维的制备、结构与性能    吴宁

聚苯醚基中空纤维离子膜的制备及应用研究    程振锋

新型医用敷料——明胶基抗菌纳米纤维水凝胶的制备及其环境影响研究    徐雄立

中空微纳米纤维的静电纺丝法制备及清洁能源方面应用    赵景新

聚合物-ZnO复合纳米纤维材料的制备及表征    魏丽明

静电纺丝法制备陶瓷纤维及其表征    孙妍

WO_3纳米纤维的制备及其气敏特性的研究    吕宁

静电成型聚合物纳米纤维结晶行为与结晶结构的研究    马准

酞菁/聚丙烯腈复合纳米纤维材料的制备表征及性质研究    王静

Si_3N_4纳米纤维的气压合成工艺及性能研究    孙梦

PVP/α-Fe_2O_3复合纳米纤维材料的制备及其表征    王家兴

水热法合成卤素掺杂钛酸盐纳米纤维及其催化性能研究    章彦卿

PEI/PVA纳米纤维膜及含纳米金复合纳米纤维的制备、表征及其应用    方旭