静电纺丝法制备壳聚糖/聚乙烯醇基复合碳纳米纤维及其电化学性能

材料导报

2019, Vol. 33

Issue (Z2): 516-520

高分子与聚合物基复合材料

静电纺丝法制备壳聚糖/聚乙烯醇基复合碳纳米纤维及其电化学性能

张涛^1,2,3, 孙友谊^1,2,3, 刘亚青^1,2,3

1 纳米功能复合材料山西省重点实验室,太原 030051;
2 山西省高分子复合材料工程技术研究中心,太原 030051;
3 中北大学材料科学与工程学院,太原 030051

Preparation and Electrochemical Performance of Chitosan/Polyvinyl Alcohol-basedComposite Carbon Nanofibers by Electrospinning

ZHANG Tao^1,2,3, SUN Youyi^1,2,3, LIU Yaqing^1,2,3

1 Shanxi Province Key Laboratory of Functional Nanocomposites,Taiyuan 030051;
2 Research Center for Engineering Technology of Polymeric Composites of Shanxi Province,Taiyuan 030051;
3 School of Materials Science and Engineering,North University of China, Taiyuan 030051

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摘要本工作观察并研究了不同碳化温度下制备的静电纺丝壳聚糖/聚乙烯醇基复合碳纳米纤维膜用作超级电容器电极材料时的电化学性能。通过SEM、XRD、Raman等技术对不同碳化温度得到的碳纳米纤维膜进行结构表征,利用循环伏安法(CV)和恒电流充电/放电(GCD)等电化学技术对不同碳化温度得到的碳纳米纤维膜进行电化学性能测试。结果表明,碳化温度为700 ℃时所制备的复合碳纳米纤维具有较好的电化学性能,在电流密度为1 A/g时放电比电容高达215 F/g,且循环4 000次后容量保持率几乎高达100%,表现出较高的放电比电容和较好的循环稳定性。

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关键词: 碳化静电纺丝复合碳纳米纤维超级电容器

Abstract: The electrochemical properties of electrospining chitosan/polyvinyl alcohol-based composite carbon nanofiber membranes prepared at different carbonization temperatures for supercapacitor electrode materials were observed and studied. The structure of carbon nanofiber membranes obtained by different carbonization temperatures was characterized by SEM, XRD and Raman techniques. And the electrochemical performance of carbon nanofiber membranes obtained at different carbonization temperatures was tested by electrochemical techniques such as cyclic voltammetry (CV) and constant current charge/discharge (GCD). The results show that the composite carbon nanofibers prepared at a carbonization temperature of 700 ℃ have good electrochemical performance. The discharge specific capacitance is as high as 215 F/g at a current density of 1 A/g, and the capacity retention rate after 4 000 cycles is almost 100%, showing higher discharge specific capacitance and better cycle stability.

Key words: carbonization electrospinning composite carbon nanofibers supercapacitor

出版日期: 2019-11-25 发布日期: 2019-11-25

ZTFLH:

TQ31

基金资助: 国家自然科学基金(U101014);山西省国际合作项目(201803D421081)

通讯作者: syyi@pku.edu.cn

作者简介: 张涛,2015年6月毕业于齐鲁工业大学,获得工学学士学位。现为中北大学材料科学与工程学院硕士研究生,在孙友谊教授的指导下进行研究。目前主要研究领域为碳纳米材料制备及电化学性能。
孙友谊,2001年于南京工业大学高分子材料与工程专业获得学士学位,2006年于中国科学技术大学高分子化学与物理专业获得博士学位;北京大学博士后,澳大利亚墨尔本大学访问学者。中北大学功能复合材料方向学术带头人,石墨烯基纳米功能复合材料中北大学创新团队负责人,山西省高等学校“131”领军人才工程优秀中青年拔尖创新人才,山西省高等学校优秀青年学术带头人,中北大学杰出青年人才,山西省“三晋英才”支持计划青年优秀人才。国家自然科学基金委“智能和软物质材料方向”评审专家。主持国家自然科学基金青年基金项目、国家自然科学基金面上项目、国家自然科学基金-煤炭联合基金项目、山西省重大专项子课题、企业横向合作课题等9项;参研国防科技工业局军品配套项目、国防科技工业局重大专项子课题、山西省国际科技合作项目等10余项;作为骨干成员获得山西省技术发明二等奖2项(分别排名第二和第三)、山西省自然科学二等奖一项(排名第四);获得授权或受理中国发明专利20余项;发表被SCI收录的学术研究论文100余篇,其中二区以上60余篇,H-index 22,总引用次数超过1 600次。

引用本文:

张涛, 孙友谊, 刘亚青. 静电纺丝法制备壳聚糖/聚乙烯醇基复合碳纳米纤维及其电化学性能[J]. 材料导报, 2019, 33(Z2): 516-520.
ZHANG Tao, SUN Youyi, LIU Yaqing. Preparation and Electrochemical Performance of Chitosan/Polyvinyl Alcohol-basedComposite Carbon Nanofibers by Electrospinning. Materials Reports, 2019, 33(Z2): 516-520.

链接本文:

http://www.mater-rep.com/CN/ 或 http://www.mater-rep.com/CN/Y2019/V33/IZ2/516

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