ZIF-67原位负载纳米纤维素基锂离子电池隔膜的制备及性能研究

本研究以纳米纤维素（CNF）为原料,经乙酰化、原位负载ZIF-67和浸渍电解液制备出一种新型ZIF-67@乙酰化纳米纤维素（ZIF-67@ACNF）锂离子电池隔膜,系统探讨了ZIF-67的粒径对隔膜结构及性能的影响。结果表明,当ZIF-67的粒径从0.46 μm（ZIF-67₄@ACNF隔膜）减小至0.25 μm（ZIF-67₈@ACNF隔膜）时,隔膜的孔隙率从74.2%减小至52.1%,离子电导率从0.75 mS/cm下降至0.22 mS/cm,界面电阻从112.5 Ω增加至1 115.7 Ω,锂离子迁移数从0.41减小至0.31,电化学稳定窗口从5.1 V减小至4.5 V。采用ZIF-67₄@ACNF隔膜组装电池,在室温、0.5 C的条件下进行电池充/放电测试,初始容量达到159.6 mAh/g,循环200圈后容量保持率达到90%。     

ZIF-67掺杂纸基锂离子电池隔膜的制备及其性能研究

本研究将二甲基咪唑钴（ZIF-67）添加到剑麻浆料中,抽滤后制备ZIF-67掺杂纸基锂离子电池隔膜。结果表明,随着ZIF-67掺杂量由0增加至30%,纸基锂离子电池隔膜的孔隙率由74.5%降至45.5%,亲液性增加,离子电导率由0.29 mS/cm提高至2.58 mS/cm,界面电阻由467 Ω减小至210 Ω,电化学稳定窗口由4.6 V增加至5.2 V。当ZIF-67掺杂量为30%时,组装的锂离子电池在循环50次后容量保持率高达90%。剑麻纤维经羧甲基化改性后,纸基锂离子电池隔膜的孔隙率增加,各项电化学性能也有所提高,但由于其机械强度较差,导致其电池容量快速衰减。     

空气过滤用聚氨酯纳米纤维膜的制备及其性能

为拓展静电纺纳米纤维在空气过滤领域中的应用,以聚氨酯(PU)为原料,加入不同种类的盐,采用静电纺丝法制备树枝状PU纳米纤维膜。利用扫描电镜(SEM)、接触角测试仪、红外光谱仪、自动滤料测试仪测试纳米纤维膜的微观结构、亲疏水性、化学结构和过滤性能。结果表明：在PU质量分数14%条件下,添加有机盐TBAC,纺丝电压35 kV时,制备的纳米纤维膜的树枝状分叉结构明显;TBAC的加入使纤维膜的接触角由99.1°减小到82.8°;分叉结构使纳米纤维膜的过滤性能显著提高,与纯PU纳米纤维膜相比,过滤效率从50.8%提高到93.6%,品质因子从0.009提高到0.073,可满足高效低阻空气过滤材料的需求。     

超低压降静电辅助PET/PVDF织造结构滤材的制备及其空气过滤性能

为攻克空气滤材高滤效低压降难以兼顾的瓶颈,进一步提高滤材的过滤性能,在导电机织滤材的研究基础上增附储电层。以聚对苯二甲酸乙二酯(PET)机织结构织物为基底,利用化学原位反应构筑结合层与导电层,而后采用静电喷涂技术构筑具有微米颗粒结构的聚偏氟乙烯(PVDF)储电层,最终获得具有超疏松结构导储结合特性的静电负载功能滤材。研究静电喷涂参数对滤材表观形貌、厚度、力学性能、电学性能、透气性的影响,并在有源静电负载条件下研究滤材的过滤性能以及积尘分布情况,基于电场模拟分析过滤机理。结果表明：随PVDF喷涂溶液质量分数提升和喷涂时间延长,在保证无细丝产生的条件下,PVDF附着量可在0～19.2μg/cm²之间调整;3%喷涂质量分数、3 min的喷涂时间为最佳参数;滤材厚度、表面比电阻、顶破强力、透气率不随PVDF附着量变化而有显著变化;滤材压降也无明显变化,可维持在超低值(6.7 Pa),但对PM_2.5的滤效随PVDF附着量增加和电压的提高而提升,可达94.29%,品质因子高达0.43 Pa^-1;静电辅助下,积尘量减少,可推测静电排斥...     

活性碳纳米纤维基复合过滤材料的制备及其空气过滤性能表征

以苯酚和甲醛为原料合成热固性酚醛树脂,使用六针头静电纺丝设备在最佳纺丝参数条件下纺制均匀的酚醛纳米纤维电纺膜,经碳化、活化处理后获得酚醛基活性碳纳米纤维膜.测试结果表明:在1000℃下碳化处理2h,再在800℃下使用KOH为活化剂活化处理90 min,可得到比表面积为1673 m2/g的酚醛基活性碳纳米纤维膜.该膜以微孔为主,平均孔径为2.02 nm,总孔容为0.832 cm3/g,产率为37.9％.所制聚酰亚胺(PI)电纺膜/酚醛基活性碳纳米纤维膜/玻璃纤维针刺毡复合材料的过滤效率大多为99.5％ ～ 99.9％,过滤阻力为117～176 Pa,满足国标对高温气体过滤材料的要求,具有过滤高温气体的潜能,能在有效过滤PM2.5颗粒的同时吸附有害气体.     

空气过滤用纳米纤维膜研究进展

面对日益严峻的环境危机,空气过滤用纳米材料的研究成为热点.其中纳米纤维膜质轻,可加工性强,具有高效低压、容尘量大和使用寿命长的特性.本文介绍了纤维滤膜过滤污染微颗粒(PM2.5)性能的相关参数,并根据物理机制和静电机制两大原理,分别总结了近年来以物理机制和以静电机制为主的结构依赖型纳米纤维滤膜和静电依赖型纳米纤维滤膜,...     

基于绿色溶剂的聚酰胺纳米纤维膜制备及其空气过滤性能

为避免在聚酰胺纳米纤维过滤材料制备和使用过程中甲酸等溶剂对人体和环境的潜在危害,采用乙醇(溶剂)和水(非溶剂)通过静电纺丝技术制备了绿色溶剂型聚酰胺纳米纤维膜,分析了纺丝液中乙醇与水的质量比对溶液性质和纤维成形的影响,研究了纳米纤维膜本体结构与空气过滤性能之间的关系。结果表明：在聚酰胺/乙醇溶液体系中加入适量的水能减小纤维直径,但过量的水又会使纤维直径增大,当溶剂中乙醇与水质量比为9：1时,聚酰胺纤维最细,平均直径为332 nm;该聚酰胺纳米纤维膜具有小孔径(0.7μm左右)、高孔隙率(84%)的孔结构,对最易穿透粒径颗粒物PM_0.3具有较好的过滤性能,过滤效率为99.02%,阻力压降为158 Pa,品质因子为0.029 3 Pa^-1。     

SS/PEO纳米纤维空气过滤膜的制备及性能的研究

为了制备绿色、高效的纳米纤维空气过滤材料,本文以水为溶剂,制丝胶/聚环氧乙烷纺丝液,制备出纳米纤维空气过滤材料,分析不同纤维直径、纺丝时间对纳米纤维过滤性能的影响.实验结果表明,SS/PEO过滤膜的过滤效率随着纤维直径的变细而优化,当纤维直径在283nm时,过滤效率达到97.9％;同样随着静电纺丝时间的增加而增加,当纺丝时间超过10h后,过滤膜的过滤性能的增幅趋于平缓,但吸气阻力却急剧加大..     

空气过滤用聚丙烯腈静电纺纤维膜的制备及其性能

为开发用于空气过滤的纳米纤维,采用静电纺丝技术制备了聚丙烯腈(PAN)纳米纤维膜,探讨了其纺丝液质量分数及纺丝电压对所纺纤维微观形貌的影响,同时研究了纤维膜厚度对过滤效率和压降的影响。实验结果表明:PAN纺丝液质量分数为12%,纺丝电压为20 k V时,所得纤维粗细均匀,平均直径为230 nm;当纤维膜厚度由18μm增至35μm时,过滤压降则由121.93 Pa升至591.75 Pa,而过滤效率由81.78%升至99.24%。对过滤性能较好的纤维膜分别进行力学性能和泡压法滤膜孔径测试,测得此纤维膜的弹性模量为223.67 MPa,断裂伸长率为51.96%,拉伸断裂应力为5.93 MPa,拉伸强度为7.77 MPa,拉伸屈服应力为2.79 MPa,平均孔径为2.064 3μm。     

生物基静电纺纳米纤维空气过滤材料研究

可吸入颗粒物是常见的空气污染物之一,空气过滤是治理颗粒污染物的有效方法。静电纺纳米纤维在空气过滤领域应用广泛,但其难以降解,过度使用会造成污染。生物基聚合物具有可生物降解性,可替代传统空气过滤材料。介绍了空气污染及其空气过滤机理,概述了静电纺丝技术及静电纺纳米纤维膜的性能,分类介绍了纤维素、壳聚糖、蛋白质、其他新型生物基静电纺纳米纤维材料的应用前景,及其在空气过滤方面的研究进展。最后探讨了生物基静电纺丝空气过滤材料存在的问题和面临的挑战。     

纳米纤维基气凝胶在空气过滤领域应用的研究进展

为促进三维纤维空气过滤材料的发展,针对现有二维纳米纤维滤材堆积结构不可控、容尘量小和稳定性差等问题,通过分析国内外相关文献,系统介绍了纳米纤维基气凝胶的基本特点、制备方法和功能修饰,归纳总结了现阶段天然高聚物和合成高聚物两大类纳米纤维基气凝胶在空气过滤领域的应用研究,阐述了纳米纤维基气凝胶可作为过滤器核心介质的优势,分析了气凝胶结构和聚合物功能化技术对过滤材料综合性能的影响。指出当前纳米纤维基气凝胶滤材在实际应用中面临的问题,提出应重点提高材料的过滤性能和循环使用性,强化对不同空气污染物的过滤或吸附能力等。     

聚乳酸复合空气过滤材料的制备及性能研究

以分子质量为7万的聚乳酸(PLA)为原料,分别用不同的溶剂制得两种纺丝液,并采用静电纺丝法将其分别纺在水刺无纺布和熔喷无纺布上,采用TSI8130仪器对阻力和效率进行测试,比较两者的过滤性能.结果表明:当纳米纤维膜厚度为2mm左右时,水刺非织造布与纳米纤维的复合材料过滤效率从近乎0提高到45.88％,当纳米材料厚度为1...     

沉积静电纺聚丙烯腈纳米纤维膜窗纱的制备及其性能

为提升室内空气质量,采用纳米静电纺丝技术,在传统的玻璃纤维窗纱上沉积聚丙烯腈（PAN）纳米纤维膜,制备具有防PM2.5 作用的窗纱。探讨了PAN纺丝液质量分数、窗纱基材对纤维微观形貌的影响,考察了窗纱的透光性、透气性和防PM2.5效果。结果表明：PAN纺丝液质量分数为10%,电压为20 kV,时间为0.5 h条件下,制备的纤维直径分布均匀,平均直径约为225 nm;PAN 纳米纤维膜在窗纱纱棱处沉积较厚,而在窗纱空隙处沉积较薄,这种结构增加了纳米纤维膜与窗纱的连接力;PAN纳米纤维膜使窗纱透光率下降12%,透气率下降35%;随着过滤测试时间的增加,PM 2.5吸附效果显著,窗纱表面吸附物中含有机官能团,室内空气质量变好;测试2 h后,对PM 2.5的截留率达到63%,窗纱的透光性、透气性随PM2.5吸附程度的增加而下降。     

静电纺PVA基纤维空气过滤膜制备及过滤性能研究

以聚乙烯醇(PVA)和铝盐为纺丝原料,本文采用静电纺丝技术制备PVA基复合纤维空气过滤膜,通过调整纺丝液中PVA、铝盐浓度等实现膜内纤维形貌、直径和孔隙率等优化,并采用扫描电镜、过滤效率测试仪等对纤维膜的结构、性能进行研究.研究结果发现,纺丝液质量分数的变化对纺丝形成的纤维形貌和直径影响显著;随着纺丝液中PVA和氯化铝...     

梯度复合聚丙烯腈纳米纤维膜的制备及其过滤性能

为发挥纳米纤维膜在高效空气过滤材料领域的作用并实现连续化生产,通过自制静电辅助溶液喷射纺丝实验机,采用Box-Behnken试验设计方法,建立了聚丙烯腈(PAN)纳米纤维直径和纺丝工艺参数的关系。利用在线复合方式连续制备了不同直径梯度复合的PAN纳米纤维膜并将其用于空气过滤领域,并对纤维膜的结构和形貌进行了表征。结果表明：通过调整纺丝工艺参数可有效地实现对纤维直径的控制;同时由该技术所制得的复合膜在消除静电后,通过物理筛分作用,对0.4 μm的癸二酸二辛酯粒子具有99.923 %的过滤效率和117 Pa的压降,对大于0.8 μm的粒子具备100 %的过滤效率。     

静电纺丝法制备高效空气过滤材料的研究进展

为更好地通过静电纺丝技术制备高效空气过滤材料,促进静电纺丝纳米纤维膜在高效空气过滤领域的产业化应用,全面综述了近年来国内外关于静电纺丝技术制备高效低阻和功能型高效空气过滤材料的最新研究成果。对具有球状、纳米蛛网结构的三维立体高效低阻滤材、驻极体增强高效低阻滤材,以及具有耐高温、抗菌和可降解特性的功能型滤材进行了重点介绍,并回顾了其研究进展,分析和讨论了现有研究中存在的问题和不足。认为静电纺丝纳米纤维膜具有生产工艺简单高效、结构可控、分离精度高、适用性广泛等显著优势,在高效空气过滤领域的发展和应用前景十分广阔。     

天丝空气滤纸的制备及其性能研究

本研究选取打浆度为23°SR天丝纤维与阔叶木纤维为原料配抄制备滤纸,通过浆内添加发泡剂和表面涂布纤维素纳米纤丝(CNF)的方法优化滤纸的过滤性能,并对滤纸的物理及过滤性能等进行了研究.结果表明,当天丝纤维质量分数为60％时,制备的滤纸对PM2.5的过滤效率达98.97％,过滤阻力为146.7 Pa,品质因子为0.311...     

钴/碳纤维复合材料的制备及其吸波性能

为解决碳纤维基吸波材料制备方法繁杂、能耗高的问题,以棉纤维为原料,Co2+为金属源,2-甲基咪唑为配体,经配位自组装获得棉纤维表面均匀负载的ZIF-67,复合材料经惰性气氛下高温煅烧得到钴/碳纤维复合材料.结果 表明:随煅烧温度升高,钴纳米粒子结晶度更高,材料的矫顽力和饱和磁化强度增强,铁磁特性明显;煅烧温度有助于碳组...     

芳纶/纤维素纳米纤维复合过滤材料的制备及性能

以二亚基亚砜/氢氧化钾(DMSO/KOH)为溶剂溶解芳纶纤维,采用溶液相分离法制备芳纶纳米纤维。采用高压静电纺丝技术制备醋酸纤维,再将醋酸纤维水解,得到纤维素纳米纤维。将芳纶纳米纤维溶液涂覆在纤维素纳米纤维上形成复合膜过滤材料。结果表明,涂覆芳纶纳米纤维溶液后的纤维素纳米纤维具有良好的强度,对粒径为100nm的Fe3O4过滤效果基本达到100%,这将在过滤领域发挥着巨大的潜力。