Recent Research Results On The Regulation Of Carbon Nanofibres And Electronic Structure

Les pores de nanofibres de carbone poreux et les structures électroniques sont riches, non seulement en petites dimensions de nanomatériaux inorganiques, avec une excellente résistance à la chaleur et une excellente stabilité chimique, mais aussi en ce qu 'ils permettent de former des films auto - supportés, ce qui permet d' éviter les défauts résultant de l 'augmentation de la résistance à l' interface et de la réduction de l 'efficacité des masses résultant de l' utilisation de liants, ce qui permet de jouer un rôle important dans les domaines de l 'énergie, de la détection et de l' environnement.

Le procédé de fabrication actuel de nanofibres de carbone poreux est principalement un procédé d 'activation et un procédé de modélisation.Le procédé d 'activation consiste principalement à graver des trous de nanofibres de carbone à l' aide d 'agents chimiques corrosifs tels que Koh ou HNO3, et à former in situ des fibres de carbone poreuses par calcination d' asphalte ou de mélanges de Polyacrylonitrile et d 'agents poreux.Toutefois, les méthodes d'activation sont souvent complexes et posent des problèmes de pollution et de sécurité, alors que les méthodes de modélisation nécessitent une consommation importante de solvants organiques.En outre, la porosité et la conductivité des nanofibres de carbone produites selon les deux procédés sont faibles.D'une part, pour assurer l'intégrité de la structure des nanofibres de carbone, la plupart des nanofibres de carbone poreux ont un taux de porosité inférieur à 20%; d'autre part, la conductivité électrique de ces nanofibres de carbone poreux est généralement inférieure à 10 S / cm.Il est donc difficile d 'améliorer la porosité et la conductivité des nanofibres de carbone poreux tout en préservant leur intégrité.

Sur la base de cette question, l 'équipe de recherche sur les nanofibres dirigée par Yu jianyonyong, membre du Centre Yu jianyong du textile, science et innovation de l' université de Chine de l 'est, et par des chercheurs de tinbin, a réalisé des progrès importants dans la recherche sur les porpores de nanofibres de carbone flexibles et la régulatde structures électroniques.« nature - communications ».

L 'équipe de recherche a mis au point un procédé de filage électrostatique hydrostatique et une technique de séparation macro - microbiphasique pour produire un film de nanofibres de carbone poreux flexible à porosité élevée et à conductivité électrique élevée.Dans le cadre de cette étude, un mélange uniforme de précurseurs de carbone et d 'agents poreux est un facteur clef de la régulation de la porosité et de la conductivité électrique.Les particules de polyéthylène (PVA), de polytétrafluoroéthylène (PTFE) et d 'acide borique (Ba) sont utilisées respectivement comme précurseurs de carbone, comme inducteurs de grandes pores, comme agents de réticulation et comme inducteurs de micropores.Dans ce cas, la ba forme un solvant filamenteux stable PVA - Ba - PTFE par réticulation chimique avec le PVA et le PTFE, ce qui permet d 'éviter l' auto - enchevêtrement de macromolécules PVA; la déshydrogénation de PVA permet de former des liaisons C = C conjuguées à 280 °C, ce qui améliore la stabilité des fibres primaires; et la formation de nanofibres de carbone dopées par les trois éléments B - F et n dans le N2 est suivie d 'une thermolyse élevée.L 'ossature continue de carbone dans les nanofibres poreuses de carbone poreuses du Corps offre un passage rapide pour la conduction électronique, tandis que la structure poreuse à trois étages (Pore - mésopore, porosité supérieure à 80%) réduit la résistance à la transmission d' ions, de molécules et de particules, ce qui permet d 'obtenir une multitude de fonctions dans des domaines tels que l' Adsorption gazeuse, le traitement des eaux usées, le stockage des liquides, les supercondensateurs et les batteries.Par exemple, le film fibreux présente une capacité de stockage de liquide élevée et une capacité d 'adsorption de colorant bleu de méthylène plus rapide; le Supercondensateur symétrique entièrement carboné produit à l' aide de ce film a une densité de puissance élevée (3,9 à kW / kg) et une densité énergétique (42,8 à Wh / kg); lorsqu 'il est utilisé comme électrode au soufre, la capacité de la batterie lithium - soufre peut atteindre 1 200 MH / G lorsqu' elle est chargée en courant 1c.