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"湿沙"电解质中添加AlOOH纳米纤维以增强染料敏化太阳能电池的离子电导率
摘要: 作为主要成分之一,无机纳米填料对"湿沙"电解质的性能具有重要影响。本研究首次将AlOOH纳米纤维引入离子液体电解质中,以增强电解质的机械性能和离子电导率。AlOOH纳米纤维具有高长径比及丰富的羟基等优良表面特性,有利于与离子液体阳离子相互作用,促进盐解离,并通过自组装形成稳定凝胶。此外,这种高长径比纳米纤维填料能构建离子传导网络通道和更长程的连续离子传输路径。通过多种技术系统研究了AlOOH纳米纤维的添加对"湿沙"电解质离子电导率提升及染料敏化太阳能电池(DSSCs)性能改善的作用。结果表明,"湿沙"电解质在室温下的最高离子电导率达到3.69 mS cm?1,是原始离子液体电解质的4倍。AlOOH纳米纤维的有效固化显著提升了体系稳定性。含AlOOH纳米纤维的"湿沙"电解质通过加速电荷传输、减少电子复合及提高电荷收集效率,显著改善器件性能。采用该电解质的DSSC实现了7.89%的高光电转换效率,较参比器件提升29%。
关键词: 纳米纤维、染料敏化太阳能电池、离子液体、“湿沙”电解质、离子电导率
更新于2025-09-23 15:19:57
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一种用于纳米纤维制备及纳米颗粒包封于纳米纤维中的新型异形多针静电纺丝系统
摘要: 采用不同机械配置的静电纺丝技术正被用于生产具有不同产出速率的聚合物纳米纤维。现有方法存在使用高粘度聚合物及包埋纳米粒子以实现功能性的局限性。本研究展示了一种异形多针静电纺丝(PMES)装置,该装置克服了针式和无针式静电纺丝中的诸多限制,如针头堵塞、颗粒沉降、泰勒锥形成不可控/不均匀、需要极高电压以及纳米纤维中纳米粒子分布不可控等问题。当前装置的关键特征是采用异形针排列,有助于形成球形聚合物液滴,从而确保在整个纤维生产过程中泰勒锥形成均匀一致。在使用10 wt%聚乙烯醇(PVA)聚合物溶液、施加30 kV电压时,观测到生产速率为1.690 g/h,所得PVA平均纤维直径为160.5±48.9 nm,醋酸纤维素(CA)为124.9±49.8 nm。此外,该装置还能在静电纺丝中使用高粘度聚合物溶液。该方法有望扩大多功能静电纺纳米纤维的应用范围。
关键词: 聚合物、纳米粒子、静电纺丝、纳米纤维、包封
更新于2025-09-23 15:19:57
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激光辅助蒸发法制备的纳米复合还原氧化石墨烯/铁氧体纳米纤维薄膜的增强紫外-可见光降解性能
摘要: 通过基质辅助脉冲激光蒸发含有氧化石墨烯(GO)薄片和MFeO3纳米纤维的冷冻靶分散液,制备了rGO/MFeO3(M=Bi、La)纳米纤维纳米复合薄膜。电子显微镜研究表明,电纺技术成功制备了MFeO3纳米纤维。部分纳米纤维在激光处理过程中断裂为较短单元并形成球形纳米颗粒。通过数值模拟估算了纳米纤维在激光辐照期间达到的最高温度值。X射线衍射分析显示形成了钙钛矿型MFeO3相,但由于铋的高挥发性,未能完全避免BiFeO3杂相的生成。XPS测试发现BiFeO3中存在金属铋和Fe2+,而LaFeO3纳米纤维中则观察到La2(CO3)3和Fe2+。这些纳米复合薄膜在紫外和可见光照射条件下均表现出优异的光催化降解甲基橙效率。其中rGO/LaFeO3纳米复合薄膜(厚度低于10微克)在400分钟辐照后降解率达70%,rGO薄片作为MFeO3表面生成的光电子储存库发挥作用。
关键词: 枫叶、氧化石墨烯、光降解、纳米纤维、静电纺丝
更新于2025-09-23 15:19:57
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电纺溶液性质对含PdO颗粒的TiO2纤维中珠粒形成的影响
摘要: 含有催化PdO颗粒的TiO2纤维可作为多孔催化转化器材料,用于NOx和CO的反应以控制空气污染。这些纤维首先通过静电纺丝制成模板聚合物纤维,再经煅烧形成陶瓷纤维。静电纺丝溶液的组成会显著影响纤维形貌(珠粒结构),进而影响催化剂性能。本研究采用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、异丙醇钛(IV)(TTIP)和氯化钯(II)(PdCl2)配制溶液进行静电纺丝,旨在制备无珠粒亚微米复合纤维。经煅烧后获得含氧化钯(PdO)纳米颗粒的陶瓷TiO2亚微米纤维。为确定能形成光滑无珠粒PdO-TiO2纤维的溶液配方,我们通过改变PVP与PdCl2盐的质量浓度进行纺丝实验并评估纤维性能。溶液浓度通过粘度、表面张力和电导率间接影响静电纺丝效果。当溶液粘度控制在52-80 cP范围且电导率为45-67 μs/cm时,制得的陶瓷纤维平均直径为180-280 nm且几乎无珠粒形成。研究发现溶液表面张力变化不明显,对珠粒形成影响较弱。
关键词: 纳米纤维、珠粒、静电纺丝、催化剂载体、陶瓷
更新于2025-09-22 17:33:21
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优化聚偏氟乙烯纳米纤维网用于柔性能量收集器
摘要: 本研究报道了通过优化多种静电纺丝参数来制备聚偏氟乙烯基压电柔性纳米纤维网的过程,该纤维网适用于被动传感和能量收集应用。在优化静电纺纳米纤维网以最大化其压电性能时,考虑了如纺丝电压和滚筒转速等工艺参数。最终,采用优化后的配方制备了一种柔性PVDF纳米纤维能量收集器,以展示此类纳米纤维网的能量收集能力。
关键词: 纳米纤维、静电纺丝、聚偏氟乙烯(PVDF)、压电性、传感器
更新于2025-09-23 01:39:28
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纳米级LuFeO?:形貌依赖的正交/六方相构成及纳米发电机应用
摘要: 在多铁性材料LuFeO3中,六方相(-h)是非晶态向正交相(-o)转变过程中出现的中间亚稳态相,且具有铁电特性。迄今为止,该相仅能在衬底支撑的少数层超薄膜形式下稳定存在。本文研究表明,纳米系统内禀的表面诱导应变场可自稳定该相,且六方相与正交相的构成比例取决于纳米材料的形貌。因此,纳米颗粒(纳米纤维)通过应变调控使o:h比例达到约75:25(23:77)。将纳米级LuFeO3掺入PDMS后,其纳米发电机性能与铁电相含量相符,展现出优异表现。
关键词: 纳米发电机、纳米粒子、LuFeO3、相组成、多铁性、纳米纤维
更新于2025-09-23 13:08:59
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单喷嘴静电纺丝制备的自组装核壳结构有机纳米纤维用于高灵敏度氨气传感器
摘要: 静电纺丝是一种适用于大规模制造的独特一维纳米纤维制备方法。本研究通过简单的单喷嘴静电纺丝结合自发相分离技术,展示了基于核壳结构半导体纳米纤维的化学传感器。该核壳结构纳米纤维具有大量活性位点,对化学分析物表现出高度敏感性。通过调控核壳组分的质比可精确调节传感壳层厚度。实验证明,这种纳米纤维基传感器对低浓度氨气(ppb级)展现出高灵敏度,同时具备良好的稳定性和可逆性。这种用于制备核壳结构半导体纳米纤维的独特快速单喷嘴静电纺丝技术,为将多功能有机半导体层集成到有机电子系统中提供了一种简便且可设计的工艺方案。
关键词: 纳米纤维、化学传感器、核壳结构、静电纺丝
更新于2025-09-19 17:13:59
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含有方向可控纳米纤维的散射介质的辐射特性
摘要: 辐射的方向控制可在一系列科学与工业应用中发挥作用。本研究评估了利用纳米纤维实现辐射方向控制的可能性。通过组装含有方向可控纳米纤维的散射介质,并构建由抛物面镜和电荷耦合器件(CCD)相机组成的光学系统,测量了其相对方向辐射强度。研究证实了偏振光对相对光强度的影响,并与单根纳米纤维的理论结果进行了对比。研究发现,散射光的散射方向会因纳米纤维的材料和尺寸而异。此外,散射光的散射方向还会随入射光的入射角度发生变化。因此,本研究结果表明,利用含有定向可控纳米纤维的散射介质可以实现辐射的方向控制。
关键词: 纳米纤维、散射介质、光学器件、辐射特性、方向控制
更新于2025-09-16 10:30:52
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用于先进代太阳能电池的电纺TiO?和TiO?-SnO?复合纳米纤维的合成与表征
摘要: 由于纳米技术领域研究的快速进展,纳米结构正受到广泛关注。其中,纳米纤维因其比表面积大等优异特性,在过去几年中获得了前所未有的重视。对于新一代太阳能电池,二氧化钛等金属氧化物纳米纤维已被广泛用作工作阳极,但由于电子复合的缺陷,需与其他金属氧化物耦合才能发挥效用。本研究成功制备了TiO2及TiO2/SnO2纳米纤维薄膜,并探究了聚合物浓度的影响。通过XRD分析了合成纤维的晶体结构,采用SEM和EDX检测形貌与化学成分,利用紫外-可见分光光度计和傅里叶红外光谱仪研究光学及化学特性,借助霍尔效应测量系统分析电学性能。结果表明:制备的TiO2-SnO2纳米纤维相比纯TiO2纳米纤维具有更优的导电性、更大的带隙及更强的光伏特性?;赥iO2/SnO2纳米纤维的太阳能电池效率达4.81%,显著优于纯TiO2纳米纤维电池1.8%的效率。
关键词: 纳米纤维、二氧化钛、氧化锡、太阳能电池、静电纺丝
更新于2025-09-16 10:30:52
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在一种经尺寸可控银纳米颗粒修饰的柔性聚酰亚胺纳米纤维基底上,观察到了具有良好重现性的高度增强拉曼散射现象。
摘要: 表面增强拉曼散射(SERS)光谱技术被视为监测环境污染物、检测生物/化学战剂、爆炸物检测及生物传感的高效分析工具。本研究通过静电纺丝与离子交换-原位还原集成工艺,成功制备了银纳米颗粒(Ag NPs)修饰的聚酰亚胺(PI)纳米纤维作为SERS活性柔性基底。该Ag@PI纳米纤维SERS基底无需任何表面修饰与活化,采用ATR-FTIR、ICP、XRD、SEM和TGA等方法研究了制备过程中的影响因素。以对氨基苯硫酚(p-ATP)为探针分子表征其SERS性能,结果显示该Ag@PI纳米纤维具有显著增强效应(EF=9.0×103)、良好重现性、超低检测限(10?1? mol/L),且p-ATP浓度与其特征峰强度呈良好线性关系,是理想的SERS基底候选材料。
关键词: 纳米纤维、聚酰亚胺、基底、表面增强拉曼散射、银纳米粒子
更新于2025-09-16 10:30:52