PDF《石墨烯/聚乙烯醇/聚偏氟乙烯基纳米复合薄膜的介电性能》

石墨烯/聚乙烯醇/聚偏氟乙烯基纳米复合薄膜的介电性能 冯奇 李梦凯 唐海通 王晓东 高忠民 孟繁玲 Dielectric properties of graphene/poly(vinyl alcohol) /poly (vinylidene fluoride) nanocomposites films Feng Qi Li Meng-Kai Tang Hai-Tong Wang Xiao-Dong Gao Zhong-Min Meng Fan-Ling 引用信息 Citation: Acta Physica Sinica, 65,

188101 (2016) DOI: 10.

7498/aps.65.188101 在线阅读View online: http://dx.doi.org/10.7498/aps.65.188101 当期内容View table of contents: http://wulixb.iphy.ac.cn/CN/Y2016/V65/I18 您可能感兴趣的其他文章 Articles you may be interested in THz谐振腔型石墨烯光电探测器的设计 Design and performance analysis of THz microcavity-enhanced graphene photodetector 物理学报.2016, 65(16):

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198102 http://dx.doi.org/10.7498/aps.64.198102 物理学报Acta Phys. Sin. Vol. 65, No.

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188101 石墨烯/聚乙烯醇/聚偏氟乙烯基纳米复合薄膜的 介电性能? 冯奇1) 李梦凯1)2) 唐海通1) 王晓东1) 高忠民3) 孟繁玲1)? 1)(吉林大学材料科学系, 教育部汽车材料重点实验室, 长春 130012) 2)(吉林省计量科学研究院, 长春 130103) 3)(吉林大学无机合成与制备化学国家重点实验室, 长春 130012) (

2016 年4月25 日收到;

2016 年6月12 日收到修改稿 ) 石墨烯由于具有良好的力学性能、 高的电子传递能力以及相对较低的生产成本等优势而受到广泛关注, 但现在多将其直接分散在聚合物中提高聚合物的介电性能. 本工作中, 制备出了还原氧化石墨烯/PVA/聚 偏氟乙烯 (PVDF) 的三相纳米复合薄膜. 首先把聚乙烯醇 (PVA) 和氧化石墨烯 (GO) 分散于二甲基亚砜 (DMSO) 中, 得到 PVA 非共价键修饰的 GO, 再将 PVDF 溶于该混合液体中, 通过溶液浇注以及低温加热过 程得到三相纳米复合薄膜. 实验结果表明, 在120 ? C 下, GO 可以被热还原成还原氧化石墨烯 (RGO), 且可以 促进 PVDF 的α相向 β 相转变. PVA 修饰 RGO 比单纯 RGO 在PVDF 基体中分散性要好, 且使 PVDF 的球 晶尺寸大大降低, 复合薄膜的介电性能大幅提高. RGO/PVA/PVDF 复合膜的渗流阈值 f? vol 约为 8.45 vol.%, 在102 Hz 时RGO/PVA/PVDF 复合膜的介电常数大约是纯 PVDF 的238 倍. 本工作为制备介电性能高、 生 产成本低、 操作简单的聚合物纳米复合材料提供了一种好的方法. 关键词: 石墨烯, 聚偏氟乙烯, 纳米复合材料, 介电性能 PACS: 81.05.ue, 81.07.Cb, 06.60.Ei DOI: 10.7498/aps.65.188101

1 引言电容器是一种非常重要的储能材料, 具有存 储电荷的能力, 广泛应用于航空航天、 工业控制、 电子信息等领域. 随着电子信息技术的快速发展, 对电容器的应用要求越来越趋向于轻型化、 微型 化和高稳定性的方向. 因此, 大量研究者的研究 重点移向高储能密度电容器. 介电材料是微机电 容和高成本存储电容器的重要组成部件, 被广泛 应用在微电子和能源存储领域 [1,2] , 介电材料的储 能能力会在很大程度上影响电容器的性能. 介电 材料本身可以分为无机陶瓷介电材料、 聚合物介 电材料及复合介电材料, 由于陶瓷材料加工性能 差以及单一聚合物较低的介电常数等限制逐渐被 以陶瓷、金属粒子、导电纳米粒子 [3] 作为填料且 具有良好柔性的复合聚合物介电材料所替代. 聚 偏氟乙烯 (polyvinylidene ?uoride, PVDF) 由晶态 和非晶态两部分组成 [4] , 具有良好的物理性能和 化学稳定性, 且聚偏氟乙烯及其共聚物的介电常 数高于大多数聚合物, 因此受到广泛的关注 [5,6] . Dang等[7] 首先报道了在PVDF基体中用导电镍粉 作为填充材料制得两相复合材料, 结果显示复合 材料的渗流阈值在