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01 AFM:碳管漿料助力鋅金屬電池界面水去除

在電池系統(tǒng)中，鋅金屬電池（ZMBs）由于其理論比容量高、電化學電位低和毒性小等優(yōu)點而受到較多關注。然而與水有關的副反應成為阻礙鋅金屬電池實際應用的主要問題。

2023年5月24日，期刊Advanced Functional Materials報道了中南大學陳立寶和蘇州大學能源學院晏成林教授團隊共同合作在鋅金屬電池界面水去除相關的工作。

在該項工作中，為了消除界面水的影響，研究人員在銅箔上合成了具有N, N'-雙(水楊基)乙二胺結構的共價有機聚合物（COP）層，通過DFT和MD計算證明了Zn離子與COP的Salen結構之間的強相互作用，有助于Zn的均勻沉積和溶劑化Zn2+的快速脫溶劑化動力學，從而減輕了與水相關的副反應，有利于界面水的去除。

利用這些優(yōu)點，基于普通ZnSO4基COP/Cu@Zn陽極組裝電池時，COP層修飾的陽極在5.0mAhcm?2的高容量下表現(xiàn)出99.5%的平均庫侖效率。此外，由二氧化錳和COP/Cu@Zn陽極組成的全電池即使在低N/P比為1.2的情況下也表現(xiàn)出穩(wěn)定的循環(huán)性能。本文提出的策略為提高鋅陽極的可逆性鋪平了道路，以滿足鋅金屬電池的實際應用需求，并可用于其他水電池系統(tǒng)。

文章中制備MnO2電池陰極使用的碳納米管分散液（濃度10%）來自先豐納米。

02  Small:多壁碳管接枝碳纖維助力性能提升

碳纖維（CF）憑借其優(yōu)良的性能，已成為制造、汽車工業(yè)、航空、航天、運動設備等多個領域的研究重點。然而，由于CF與基質樹脂之間的附著力較差，容易在界面處發(fā)生應力集中和微裂紋，從而導致材料失效。

2023年5月24日，期刊Small報道了山東大學朱波教授團隊開發(fā)的一種新的簡單方法，用于將多壁碳納米管(MWCNT)化學接枝到碳纖維(CF)表面，以改善復合材料的層間性能。

研究人員首先制備出馬來酰亞胺改性水性聚氨酯（MWPU）乳液作為CF的施膠劑。然后，通過化學處理得到含有呋喃基團的碳納米管（MWCNTs-FA）。最后，基于溫和反應條件（60°C）下的Diels-Alder反應，通過 MWPU施膠和MWCNTs超聲接枝兩步法成功制備了CF/MWCNTs多尺度增強材料（MSCF）。MWCNTs的接枝作用使碳纖維與水的接觸角從103.6?大大降低到59.4?，即纖維和樹脂的潤濕性顯著提高。

此外研究還發(fā)現(xiàn)，MSCF/環(huán)氧樹脂增強復合材料的層間剪切強度（ILSS）和彎曲強度提升至64.54MPa和981.95MPa，分別顯著提高了52.84%和32.32%，大大改善了纖維和樹脂的界面性能。該工藝可以與目前商業(yè)化的碳纖維生產(chǎn)相匹配，有望實現(xiàn)商業(yè)化。

文章中使用的主要材料多壁碳納米管來自先豐納米（直徑>50nm, 長度<10μm），產(chǎn)品編號XFM31。

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