摘要：以15wt%十六烷基三甲基溴化铵改性碳化硅晶须(CTAB-SiC_(w))和KH550改性纳米BaTiO_(3)(BT)为填料,聚偏氟乙烯(PVDF)为成膜物质,通过溶液流延法制备了BT-SiC_(w)/PVDF三元复合薄膜,利用FTIR、XRD、SEM和LCR介电温谱仪-高温测试系统联用装置对产物进行结构表征和介电性能测试。结果表明:KH550可以成功改性BT粒子且不会改变BT晶体结构,SiCw和BT能够较好地分散在PVDF基体中;随着BT引入量的增加,复合薄膜的介电常数先增加后减小,其中当引入10wt%BT时介电性能最优,即频率f=500 Hz、介电常数ε_(rmax)=33、介电损耗tanδ_(max)=0.154。随着温度的升高,该试样的介电常数和介电损耗也逐渐增加,并在120℃达到最大值(f=500 Hz、ε_(rmax)=110、tanδ_(max)=1.3)。结果对于研究具有高介电常数的三元复合电介质材料为在埋入式电容器中获得应用提供了一种策略。

摘要：多孔炭由于其较大的比表面积、高耐久性和独特的内部结构而被广泛应用于储能领域的电极材料,但是发展新的储能系统需要可再生、低成本和对环境友好的电极材料。而生物质作为地球上最广泛的可再生资源之一,有着巨大的开发利用价值。目前在储能领域,生物质炭基超级电容器因其优异的性能而备受研究者的青睐。本文按照炭前驱体的来源对生物质衍生炭进行了分类,重点介绍了生物质衍生炭作为超级电容器电极材料方面的最新研究成果,最后讨论了生物质衍生炭材料在建设高效能源存储系统方面所面临的挑战。

摘要：轻便灵活的柔性超级电容器在可穿戴和便携式电子储能装置中有着潜在的应用前景。碳材料因具有优异的柔韧性、良好的导电性和较大的比表面积,通常在柔性超级电容器中发挥着柔性基底和导电活性填料的作用。本文首先综述了双电层、赝电容以及混合型超级电容器的储能机理。其次分别介绍了以碳材料作为柔性基底和导电活性填料的最新研究进展。碳材料作为柔性基底复合赝电容材料时,既可以提供大的比表面积,也可为氧化还原反应提供大量活性位点;而作为其他柔性基底的导电活性填料时,既能够改善赝电容材料稳定性的问题,也为电解质离子提供传输通道。文章最后提出了当下柔性超级电容器电极在力学性能、制备方法和评价标准中面临的相关问题。

摘要：为了提高超疏水涂层的耐久性,通过设计“基底-黏性自修复聚合物-疏水粒子”自下而上的涂层体系,制备了具有自修复功能的超疏水表面:以含有丰富氢键的超支化聚硅氧烷(HB-PDMS)作为黏性自修复聚合物,通过十四酸(MA)对纳米SiO_(2)进行疏水改性作为疏水粒子以构筑表面粗糙结构。探究了SiO_(2)改性的最佳工艺:当MA与SiO_(2)质量比为1∶1,改性时间为3 h时,所制备的超疏水涂层接触角为152.61°,滚动角为1.9°,具有优异的防污性能。涂层经受刀片划伤后通过简单热处理即可修复划痕,自修复性能优异。与纯铝相比,该复合涂层具有良好的防腐性能,缓蚀效率可达87.53%。此外,经历5次胶带剥离、磨损长度为30 cm的线性耐磨测试、50 min的超声振荡测试、10次温差循环和24 h紫外照射后,接触角依旧保持在150°以上,说明该涂层具有良好的耐候性和机械稳定性。该研究为自修复超疏水涂层的制备提供了新策略,有望应用于建筑防污领域。

摘要：超疏水涂层在实际应用中受化学腐蚀、刮擦磨损等外界环境的影响,易造成涂层老化、开裂甚至脱落,造成涂层失效。因此,针对这一问题,设计出具备耐候性的自修复超疏水表面:以超支化聚二甲基硅氧烷为柔性基底和低表面能物质,引入纳米二氧化硅构筑表面粗糙结构,制备超疏水涂层。当SiO_(2)粒径为50 nm、固含量为30wt%时,得到了接触角为154.87°的超疏水涂层。经过5次胶带剥离试验,涂层表现出良好的机械稳定性。经历10次温差循环试验和24 h紫外光照射后,涂层表面接触角仍大于150°,表明涂层具有良好的耐候性。涂层经过80℃、2 h的热处理可修复划痕,表明该涂层具有一定的自修复功能。同时,Tafel及Nyquist测试结果表明,对基底进行超疏水处理可显著提高防腐性能,并且该涂层具有明显的自清洁效果。综上所述,本文所制备的纳米SiO_(2)@超支化聚二甲基硅氧烷(PDMS)复合超疏水涂层具有自修复功能,为自修复超疏水涂层的开发提供了新的研究策略。

摘要：随着柔性超级电容器在可穿戴、小型化、便携式、柔性消费电子产品中的潜在应用,新材料、新加工技术和新设计得到了推广。电极材料是柔性超级电容器中重要的组成部分,其优异的性能决定了整个器件的应用。通过介绍柔性超级电容器电极材料的制备方法,总结了柔性超级电容器现阶段发展所面临的挑战,期望为制备高性能的柔性超级电容器提供参考。

摘要：目的通过化学刻蚀法制备铝基超疏水表面,并提高其机械稳定性和化学稳定性。方法以盐酸(HCl)为主刻蚀剂,对甲苯磺酸(TSA)为辅助刻蚀剂,通过化学刻蚀法构筑铝片微-纳米结构,涂覆硬脂酸后制备超疏水铝。探讨最佳刻蚀时间和浓度,通过FESEM、EDS和ATR-FTIR对铝片的表面结构和化学组成进行分析。利用接触角测量仪、电化学工作站和线性耐磨实验分别对铝表面的润湿性、耐腐蚀性和机械稳定性进行研究,并探讨铝在3.5%NaCl溶液中的化学稳定性。结果当TSA浓度为0.2 mol/L,刻蚀时间为8.0 min时,获得的超疏水表面接触角(CA)最大,为167.9°,滚动角(SA)为6.3°,对应的腐蚀电位较裸铝正向移动了742 mV,腐蚀电流密度降低了1个数量级。此外,该超疏水表面还具有良好的机械稳定性和化学稳定性,经砂纸磨损70 cm后,接触角仍高达155.9°。模拟海水环境测试化学稳定性发现,将其浸泡在3.5%NaCl溶液中,20天仍维持在一种粘附超疏水状态。结论通过调节化学刻蚀时间和TSA浓度在铝基表面制备得到微-纳米粗糙结构,硬脂酸改性后,获得具有超疏水性能的复合表面。该超疏水铝表面兼具优异的机械稳定性和化学稳定性能,并可以在高盐环境下保护铝基体。

摘要：超疏水金属表面因其机械稳定性差在工业应用中易受到限制。为此,本文提出了一种新的方法以改善超疏水表面在外力作用下的机械稳定性。采用化学刻蚀结合阳极氧化法制备了具有阶梯−纳米线−纳米孔三元分级结构的铝合金,利用自制的电喷涂装置将多巴胺和NaIO_(4)水溶液同时喷涂在分级铝表面,成功地沉积了聚多巴胺。再通过Schiff碱和Michael加成反应,将低表面能物质十八胺接枝到改性后的铝表面,得到超疏水铝。通过FTIR和XPS分析超疏水铝表面的化学成分。机械稳定性测试结果表明,即使在经受700 cm的砂纸磨损或500 g的喷砂冲击后,样品表面仍表现出优异的疏水性。在超声处理60 min后,与未添加聚多巴胺的表面相比,本文所制备的超疏水铝黏附性显著提高。这表明聚多巴胺作为铝基底与低表面能物质之间的过渡层,以类似双面胶的作用,可大幅提升超疏水表面的机械稳定性。

摘要：以Ti3C2Tx为基底材料,异丙醇(C3H8O)为诱导剂,通过溶剂热法制备TiO2/Ti3C2Tx复合材料。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱和紫外可见漫反射光谱对样品物相组成及微观结构进行表征。结果表明:在Ti3C2Tx层状表面均匀生长出锐钛矿晶型的TiO2,所得TiO2/Ti3C2Tx复合材料光生电子传输性能提高。TiO2/Ti3C2Tx-24 h在500 W汞灯(波长为365 nm)照射下其光催化性能最佳,75 min可降解甲基橙(MO)95%,比纯TiO2光催化剂降解效率提高了67.7%。

摘要：本工作采用冷冻干燥辅助一步碳化-活化法制备了壳聚糖基多孔碳(CSPC),利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱分析仪(Raman)、X射线光电子能谱仪(XPS)和氮气吸脱附实验(BET)对不同活化剂比例下材料的结构形貌及化学组成进行表征,探究了其电化学性能。结果表明:CSPC表面粗糙,比表面积高达2 178.9 m^(2)·g^(-1),具有显著的分级多孔结构和较高的中孔率,并含氮、氧等杂原子,赋予电极材料较好的导电性、良好的润湿性和高离子扩散率,使其表现出优异的电容特性。当活化剂与壳聚糖质量比为1∶1时,多孔碳(CSPC-1.0)在0.5 A·g^(-1)的电流密度下,比容量高达386.0 F·g^(-1),当电流密度为20 A·g^(-1)时,其比电容仍然高达319.6 F·g^(-1),表现出优异的倍率性能;同时,在5 A·g^(-1)的电流密度下,电极经过10 000次充放电循环后容量保持率为94.4%,表现出优异的循环稳定性。以CSPC-1.0为电极活性物质组装成对称超级电容器,在功率密度300 W·kg^(-1)时,其能量密度可达15.5 Wh·kg^(-1)。本工作制备的具有分级结构的壳聚糖基多孔碳作为储能材料具有广阔的应用前景。