2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、納米碳纖維(CNFs)作為一種新型納米碳材料,具有優(yōu)異的物理、力學性能和化學穩(wěn)定性,在儲氫、催化劑和催化劑載體、雙電層電容器電極、復合材料等領域都有潛在的應用前景。目前,CNFs的主要制備方法有化學氣相沉積法和靜電紡有機前驅體法,后者能直接、連續(xù)制備聚合物納米纖維但產率很低,無法滿足大規(guī)模應用的需求。溶液噴射紡絲(Solution Blowing,簡稱SB)技術作為一種新型微納米纖維制備技術,具有工藝簡單、能耗低、生產效率高等優(yōu)勢,有望

2、發(fā)展成為規(guī)?;苽浼{米纖維的新技術。
   本文以聚丙烯腈(PAN)為原料,利用SB制備了PAN納米纖維,通過多級熱牽伸、預氧化、碳化獲得了納米碳纖維,利用FESEM、DSC、TG-DTA、FTIR、XRD等測試手段研究了紡絲工藝、熱處理工藝等對PAN納米纖維、預氧化纖維及納米碳纖維的結構與性能的影響;利用循環(huán)伏安(CV)、交流阻抗(EIS)和恒流充放電(CD)等測試研究了SB制備的CNFs的電化學性能,探討了其作為超級電容器電

3、極的電極材料的可行性。主要研究結論如下:
   基于SB技術制備了平均直徑為220 nm的PAN納米纖維,研究發(fā)現(xiàn),纖維的形貌受紡絲液質量分數、紡絲參數(包括牽伸風壓、擠出速率、接收距離、箱體溫度、針孔直徑)等影響。優(yōu)化的紡絲條件為:PAN的質量分數為12%、牽伸風壓為0.1 MPa、擠出速率為11 ml/h、紡絲箱體溫度為40℃、接收距離為80 cm、噴絲頭內徑為0.5 mm。
   納米纖維經多級牽伸后其取向性變好,

4、纖維的直徑分布集中。纖維經牽伸預氧化后其取向性進一步提高,纖維的直徑也減小;經過一系列測試表明,預氧化溫度為260℃、升溫速度為5℃/min時預氧化程度較完全。碳化后纖維直徑減小,經800℃碳化后得到平均直徑為170 nm的CNFs。
   利用電化學工作站對CNFs的電化學性能測試,CV曲線呈類矩形形狀且曲線對稱性好,表明電極具有良好的可逆性;CD曲線為對稱性較好的類似等腰三角形形狀,說明該電極材料充放電可逆性好。研究結果表明

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