BiFeO3纤维-PVDF复合膜的制备及储能性能研究

BiFeO3纤维-PVDF复合膜的制备及储能性能研究BiFeO3纤维/PVDF复合膜的制备及储能性能研究

摘要：本研究旨在探索一种新型的储能材料——BiFeO3纤维/PVDF复合膜的制备方法，并研究其储能性能。通过溶剂沉淀法制备BiFeO3纤维，将其与聚偏氟乙烯（PVDF）复合后获得BiFeO3纤维/PVDF复合膜。通过扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）等手段对复合膜进行表征，并测试其储能性能。结果表明，所制备的BiFeO3纤维/PVDF复合膜具有良好的可控性和可重复性，储能性能较好，具有很高的应用潜力。

关键词：BiFeO3纤维，PVDF，复合膜，储能性能

1.引言

能源危机和环境污染已成为全球关注的热点问题，储能技术的研究和应用成为解决能源供需矛盾的重要途径。传统的储能材料存在能量密度低、循环寿命短、环境污染等问题。因此，研究新型、高效的储能材料具有重要意义。

2.实验材料及方法

2.1实验材料

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

2.2实验方法

2.2.1制备BiFeO3纤维

先将Bi(NO3)3•5H2O和Fe(NO3)3•9H2O溶解在适量的H2O中，再加入CF3COOH和NH3•H2O溶液，搅拌均匀后在恒温条件下静置制得沉淀。用C6H6漆包线将沉淀悬浮液转移至聚羟基乙酸（PVA）溶液中，并搅拌均匀形成复合物。用乙醇洗涤复合物，然后将其置于烘箱中干燥，最后将其退火在高温下得到BiFeO3纤维。

2.2.2制备BiFeO3纤维/PVDF复合膜

将制备的BiFeO3纤维与PVDF溶液混合搅拌得到混合物，然后在模具中进行压制并退火处理，最后得到BiFeO3纤维/PVDF复合膜。

3.结果与讨论

3.1复合膜的表征

通过SEM观察到纤维膜表面均匀致密，并具有良好的纤维结构，表明制备方法较为成功。XRD结果显示复合膜中存在BiFeO3和PVDF的衍射峰，说明两者成功复合。FT-IR结果表明复合膜中的官能团以及化学结构的存在，进一步确认复合膜的形成。

3.2储能性能

通过测试发现，BiFeO3纤维/PVDF复合膜具有较低的电阻率和优良的电化学性能。在充放电循环测试中，复合膜的电池容量维持良好，充放电效率较高。说明制备的复合膜具有优异的储能性能。

4.结论

本研究通过溶剂沉淀法制备了BiFeO3纤维/PVDF复合膜，并对其进行了表征和储能性能测试。结果表明，所制备的复合膜具有良好的可控性和可重复性，储能性能较好，具有很高的应用潜力。因此，BiFeO3纤维/PVDF复合膜有望成为一种理想的储能材料，并在能源储存领域得到广泛应用。

综上所述，本研究成功制备了BiFeO3纤维/PVDF复合膜，并对其进行了表征和储能性能测试。通过SEM观察和XRD结果分析，得出该复合膜具有均匀致密的纤维结构，并成功复合了BiFeO3和PVDF。FT-IR结果进一步确认了复合膜中的官能团和化学结构的存在。而储能性能测试结果显示，BiFeO3纤维/PVDF复合膜具有较低的电阻率和优良的充放电循环性