木質納米纖維素為基質制備柔性透明導電膜和電極材料的研究.pdf

1、學校代碼：10225學號：S15148學位論文木質納米纖維素為基質制備柔性透明導電膜和電極材料的研究指導教師姓名：申請學位級別：論文提交日期：授予學位單位：郭曉宇劉一星教授于海鵬教授東北林業(yè)大學碩士學科專業(yè)：木材科學與技術2015年4月論文答辯日期：2015年6月東北林業(yè)大學授予學位日期：2015年6月答辯委員會主席：論文評閱人：聾j厶櫛素大學摘要摘要本研究利用廢棄木粉資源為原料，通過酸水解法和超聲分離法制備出高長徑比和高結晶度的纖維素

2、納米晶須(CNw)和纖維素納米纖絲(CNF)，并探究其作為環(huán)境友好型柔性透光電器膜和生物碳復合電極材料的應用潛力。在環(huán)境友好型柔性透光電器膜的研究中，將CNW通過抽濾成膜，既而在其表面層層抽濾沉積石墨烯后熱壓干燥成膜，對所形成的復合膜的結構、熱力學性能和光電性能進行測試分析。在生物碳復合電極材料的研究中，以CNF為碳源，乙酸錳為錳源，對二者冷凍干燥形成的復合氣凝膠進行碳化，制備出具有三維結構和豐富孔隙的復合電極材料，并對其結構和電化學性

3、能進行測試分析。研究得到以下結論：(1)以CNW作為基底膜，克服了單層或多層石墨烯不能自持的缺點，所形成的復合膜具有良好的透光性、導電性、柔韌性、可折疊性、高模量和耐高溫的特點?；谡婵粘闉V方法的成膜工藝簡單，可控性強。通過控制CNW和石墨烯的加入量，可以調節(jié)復合膜的厚度、透光性和導電性能。隨石墨烯沉積層數的增多，復合膜的電阻值逐漸減小，導電率逐漸升高；而透光率逐漸下降。復合三層石墨烯所形成的復合膜，具有適中的導電性能(28S／cm)和

4、透光性能(53％)，楊氏模量為lO2GPa，斷裂功達4722KJ／m，并在室溫至280℃區(qū)間內具有良好的熱穩(wěn)定性。(2)CNF和乙酸錳的溶液均相混合，解決了直接加入Mn02粉末所導致的分散不均、顆粒團聚的問題。通過冷凍干燥及碳化工藝，制備的MnO。／CNF復合體系具有三維孔隙的自支撐結構，其孔隙率可由混合液的濃度控制。高比表面積和豐富的孔隙為電解液的擴散提供連續(xù)通道，表面生長的MnO。與電解液接觸的接觸面積增加，增加了電極材料的浸潤性，

5、縮短電解液的擴散路徑，可減小電荷轉移阻抗和Warburg阻抗，從而達到提高綜合電容性能的目的。隨著復合體系中錳源含量增加，MnOx／CNF復合體系的比電容增加，且比電容的增加值較為均勻。當錳源含量為40％時，復合體系具有較高的比電容值(在掃描速率為2mVs‘1時，其比電容可達1384Fg。1)和倍率特性，表現出優(yōu)異的綜合電化學性能。在電流密度為lAg“1下經過200次充放電后復合材料的比電容量衰減約10％，充放電次數500次時比電容量衰