BiFeO3纖維-PVDF復(fù)合膜的制備及儲(chǔ)能性能研究

BiFeO3纖維-PVDF復(fù)合膜的制備及儲(chǔ)能性能研究BiFeO3纖維/PVDF復(fù)合膜的制備及儲(chǔ)能性能研究

摘要：本研究旨在探索一種新型的儲(chǔ)能材料——BiFeO3纖維/PVDF復(fù)合膜的制備方法，并研究其儲(chǔ)能性能。通過(guò)溶劑沉淀法制備BiFeO3纖維，將其與聚偏氟乙烯（PVDF）復(fù)合后獲得BiFeO3纖維/PVDF復(fù)合膜。通過(guò)掃描電子顯微鏡（SEM）、X射線衍射（XRD）、傅里葉變換紅外光譜（FT-IR）等手段對(duì)復(fù)合膜進(jìn)行表征，并測(cè)試其儲(chǔ)能性能。結(jié)果表明，所制備的BiFeO3纖維/PVDF復(fù)合膜具有良好的可控性和可重復(fù)性，儲(chǔ)能性能較好，具有很高的應(yīng)用潛力。

關(guān)鍵詞：BiFeO3纖維，PVDF，復(fù)合膜，儲(chǔ)能性能

1.引言

能源危機(jī)和環(huán)境污染已成為全球關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題，儲(chǔ)能技術(shù)的研究和應(yīng)用成為解決能源供需矛盾的重要途徑。傳統(tǒng)的儲(chǔ)能材料存在能量密度低、循環(huán)壽命短、環(huán)境污染等問(wèn)題。因此，研究新型、高效的儲(chǔ)能材料具有重要意義。

2.實(shí)驗(yàn)材料及方法

2.1實(shí)驗(yàn)材料

Bi(NO3)3?5H2O、Fe(NO3)3?9H2O、CF3COOH、NH3?H2O、C6H6、PVDF等。

2.2實(shí)驗(yàn)方法

2.2.1制備BiFeO3纖維

先將Bi(NO3)3?5H2O和Fe(NO3)3?9H2O溶解在適量的H2O中，再加入CF3COOH和NH3?H2O溶液，攪拌均勻后在恒溫條件下靜置制得沉淀。用C6H6漆包線將沉淀懸浮液轉(zhuǎn)移至聚羥基乙酸（PVA）溶液中，并攪拌均勻形成復(fù)合物。用乙醇洗滌復(fù)合物，然后將其置于烘箱中干燥，最后將其退火在高溫下得到BiFeO3纖維。

2.2.2制備BiFeO3纖維/PVDF復(fù)合膜

將制備的BiFeO3纖維與PVDF溶液混合攪拌得到混合物，然后在模具中進(jìn)行壓制并退火處理，最后得到BiFeO3纖維/PVDF復(fù)合膜。

3.結(jié)果與討論

3.1復(fù)合膜的表征

通過(guò)SEM觀察到纖維膜表面均勻致密，并具有良好的纖維結(jié)構(gòu)，表明制備方法較為成功。XRD結(jié)果顯示復(fù)合膜中存在BiFeO3和PVDF的衍射峰，說(shuō)明兩者成功復(fù)合。FT-IR結(jié)果表明復(fù)合膜中的官能團(tuán)以及化學(xué)結(jié)構(gòu)的存在，進(jìn)一步確認(rèn)復(fù)合膜的形成。

3.2儲(chǔ)能性能

通過(guò)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，BiFeO3纖維/PVDF復(fù)合膜具有較低的電阻率和優(yōu)良的電化學(xué)性能。在充放電循環(huán)測(cè)試中，復(fù)合膜的電池容量維持良好，充放電效率較高。說(shuō)明制備的復(fù)合膜具有優(yōu)異的儲(chǔ)能性能。

4.結(jié)論

本研究通過(guò)溶劑沉淀法制備了BiFeO3纖維/PVDF復(fù)合膜，并對(duì)其進(jìn)行了表征和儲(chǔ)能性能測(cè)試。結(jié)果表明，所制備的復(fù)合膜具有良好的可控性和可重復(fù)性，儲(chǔ)能性能較好，具有很高的應(yīng)用潛力。因此，BiFeO3纖維/PVDF復(fù)合膜有望成為一種理想的儲(chǔ)能材料，并在能源儲(chǔ)存領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

綜上所述，本研究成功制備了BiFeO3纖維/PVDF復(fù)合膜，并對(duì)其進(jìn)行了表征和儲(chǔ)能性能測(cè)試。通過(guò)SEM觀察和XRD結(jié)果分析，得出該復(fù)合膜具有均勻致密的纖維結(jié)構(gòu)，并成功復(fù)合了BiFeO3和PVDF。FT-IR結(jié)果進(jìn)一步確認(rèn)了復(fù)合膜中的官能團(tuán)和化學(xué)結(jié)構(gòu)的存在。而儲(chǔ)能性能測(cè)試結(jié)果顯示，BiFeO3纖維/PVDF復(fù)合膜具有較低的電阻率和優(yōu)良的充放電循環(huán)性