利用静电纺丝技术制备的无纺布形式的聚合物纳米纤维膜的典型形貌

20 世纪90年代,人们对高压静电纺丝技术的研究热情开始重新点燃。1996,Reneker小组报道其实验室利用溶液或者熔融静电纺丝技术制备了超过20种聚合物微纳米纤维,这些纤维的直径为40~2000 nm。他们不仅研究了大量聚合物的静电纺丝过程,还对静电纺丝机理进行了探讨,提出了高压静电纺丝技术的弯曲不稳定机理。他们利用一个高速照相设备观察带电聚合物溶液从喷丝头到接收板的整个运动过程,发现带电射流从唢丝头开始喷出后首先以近似直线的方向前进,当带电射流拉伸至一定距离时,在电场力的作用下就会发生不稳定弯曲 ,然后沿着循环或者螺旋路径行走。由于带电射流的进一步拉伸,从而使带电射流变细,在这个过程中,高分子溶液或者熔融体分别发生溶剂挥发和固化,最终在接收板上形成类似无纺布状的纳米纤维膜。利用静电纺丝技术制备的无纺布形式的聚合物纳米纤维膜的典型形貌如图1所示。

利用静电纺丝技术制备的无纺布形式的聚合物纳米纤维膜的典型形貌

供应产品目录:

外径为3μm的同轴PAN复合纤维    

1μm的中空碳纤维    

静电纺丝有序纳米纤维    

具有室温铁磁性纳米纤维    

氧化物纳米纤维    

PVP/[Y(NO3)3+Eu(NO3)3]复合纳米带    

聚乳酸(PLA)/纳米磷酸钙(NCP)复合纳米纤维    

Tb(BA)_3phen/PANI/PVP光电双功能复合纳米纤维    

再生丝素蛋白水溶液静电纺丝    

静电纺丝聚酰亚胺新型材料    

静电纺丝图案化微纳米纤维薄膜    

定向排列的铁氧体纳米纤维    

高比表面积纳米多孔纤维    

u(BA)3phen/PANI/PVP光电双功能复合纳米纤维    

载药聚乙烯醇/海藻酸钠静电纺丝纤维    

静电纺丝聚合物基中空结构材料    

静电纺丝TiO2@SiO2亚微米    

350~1900nm的聚乳酸纤维    

聚丙烯腈基纳米炭纤维    

多级结构聚合物纳米纤维复合材料    

直径可控的纳米纤维    

比表面积大的纳米纤维    

yyp2021.5.25

MOF:MIL-96(Al)金属有机骨架,CAS:908831-43-6应用于锂硫电池

  不同形状/尺寸MIL-96-Al应用于锂硫电池

  金属有机框架材料(MOFs)由于其形貌和尺寸的可控与晶体内部含有的丰富孔道结构和路易斯酸金属位点显示了在锂硫电池应用中的巨大潜力。

  通过合成具有不同形貌和尺寸的MIL-96晶体。并将其作为硫载体研究形貌与尺寸对于多硫化锂的吸附与材料比容量之间的关系。通过X射线粉末衍射、拉曼光谱、红外光谱等表征手段证明了MOFs材料的成功合成。

MOF:MIL-96(Al)金属有机骨架,CAS:908831-43-6应用于锂硫电池

  X射线光电子能谱与同步辐射表征说明负载硫后的样品中硫的存在形式,并且与MOFs的骨架具有一定的相互作用。

  将以上得到的不同形貌的MIL-96晶体作为硫载体制备锂硫电池正极材料,铝箔为集流体,双三氟甲烷磺酰亚胺锂(LiTFSi)为电解液,组装为2032型纽扣电池进行电化学分析。

  在充放电倍率为0.1 C时,测试所得HPC, HBC, HPBC的初始比容量分别为:1322.7, 847.8, 760.6 mAh g-1,经过200圈恒电流充放电后比容量分别为:246.3, 389, 176 mAh g-1,库伦效率维持在95%以上。

MOF:MIL-96(Al)金属有机骨架,CAS:908831-43-6应用于锂硫电池

  Q2/Q1比值与U1值对比可以看出:HBC晶体作为硫载体时,其Li+迁移速率与硫利用率最高。图5为HBC形貌晶体的不同尺寸样品作为硫载体的电化学性能分析。结果表明:随着晶体尺寸的减小,其循环性能逐渐升高,归因于随着晶体的尺寸减小,单位质量的载体材料暴露的(101)晶面面积随之增大。

  同时,由于晶体尺寸的减小,其最为电极材料时,与导电剂的接触更为充分,使得较小尺寸的样品可以获得较低的阻抗。

  文章首先通过宏观Li2S4溶液的吸附实验测试了不同形貌与不同尺寸大小的MIL-96晶体对Li2S4分子的吸附效果。结果证明:(101)晶面暴露面积最大的HBC晶体对于Li2S4的吸附作用最大。对于不同尺寸大小的HBC晶体,随着尺寸的减小,其对于Li2S4分子的吸附作用逐渐增强。

MOF:MIL-96(Al)金属有机骨架,CAS:908831-43-6应用于锂硫电池

  密度泛函数(DFT)理论计算针对于三个典型晶面,构建模型计算三个晶面分别与Li2S4,S8分子的吸附能,计算结果表明:(101)晶面对于Li2S4与S8的化学吸附作用最大。

  此项结果表明:同一晶体中存在着对于Li2S4与S8分子的活性晶面,导致不同形貌的晶体对于多硫化锂分子吸附能力的差异。针对于同一种晶体形貌,粒径的减少使得特定晶面的暴露面积增大,提高对于多硫化锂的吸附能力,电化学循环稳定性提高。

  MIL-96(Al),cas908831-43-6

  MIL-96(Al)金属有机骨架是一种MOF材料,由上海金畔生物提供。

  CAS NO.:908831-43-6

  分子式:C54H46Al14O62H48O24

  分子量:2497.01

MOF:MIL-96(Al)金属有机骨架,CAS:908831-43-6应用于锂硫电池

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  MIL-101(Fe) CAS1189182-67-9 C24H12ClFe3O13

  MIL-101(Cr) CAS869288-09-5 C24H16Cr3FO15

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