Tổng hợp sợi nano carbon

Bài báo “Tổng hợp sợi nano carbon từ sợi nano polymer polyvinylidene fluoride ứng dụng làm điện cực cathode trong pin Li-O₂”.

Tác giả: Lê Đăng Mạnh, Phạm Hoài Phương, Bùi Trung Hiếu.

Trích trong Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ, chuyên san Khoa học Tự nhiên.
 

Sợi polymer polyvinylidene fluoride (PVDF) được chế tạo bằng phương pháp electrospinning sử dụng dung dịch của PVDF hòa tan trong dung môi dimethylformamide (DMF) và acetone. Sợi PVDF sau đó được chuyển hóa thành sợi nano carbon (CNF) thông qua quá trình ổn định hóa học ở nhiệt độ thấp ("dehydrofluorination'') trước khi được carbon hóa ở 800 độ C. Tấm CNF thu được có cơ tính tốt để có thể sử dụng trực tiếp làm điện cực cathode cho pin Li-O₂ mà không cần thêm chất kết dính. Các lỗ xốp liên kết với nhau giữa các sợi CNF riêng lẻ có kích thước 2−4 µm, điều này giúp cho điện cực không bị tắc khi hình thành sản phẩm xả.

Với các lỗ xốp lớn liên kết với nhau và diện tích bề mặt khá lớn, điện cực CNF được chế tạo từ polymer PVDF đạt dung lượng 2.600 mAh/g tại mật độ dòng 200 mA/g. Hơn nữa, sợi CNF được chế tạo từ polymer PVDF tồn tại liên kết C−F giúp cải thiện độ dẫn của điện cực, hình thành sản phẩm xả Li₂O₂ ít tính chất tinh thể, dẫn đến sự giảm quá thế trong quá trình xả nạp của pin. Điều này góp phần kéo dài tuổi thọ của pin Li-O₂ sử dụng điện cực CNF tổng hợp từ polymer PVDF (97 vòng) so với điện cực CNF tổng hợp từ polymer PAN (73 vòng) tại dung lượng giới hạn 1.000 mA/h và mật độ dòng 200 mA/g. Cấu trúc và hình thái của sợi được phân tích bằng kính hiển vi điện tử quét (SEM), phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR), phổ tán sắc năng lượng tia X (EDX), nhiễu xạ tia X và phổ Raman.

Đọc toàn văn:

http://stdjns.scienceandtechnology.com.vn/index.php/stdjns/article/view/1193/1547

Tổng hợp sợi nano carbon

Bình luận của bạn

*

*

*

*

 Captcha

Gửi bình luận nhập lại