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袁沛梅同学在SCI 1区Top期刊Journal of Colloid and Interface Science上发表学术论文

发布日期:2024年03月12日 10:18 来源:研究生院、化学化工学院 点击次数:

近日,我校化学化工学院胡登卫教授团队完成的论文“Horizontally-oriented barium titanate@polydomine/polyimide nanocomposite films for high-temperature energy storage”在国际著名期刊Journal of Colloid and Interface Science期刊上发表。该期刊为中科院SCI期刊分区化学1区Top期刊,影响因子为9.9。我校为该研究论文唯一通讯单位,论文第一作者为化学化工学院2021级无机化学专业硕士研究生袁沛梅。

(Journal of Colloid and Interface Science, 2024,662,1052-1062)

陶瓷/聚合物纳米复合薄膜在储能领域具有广阔的应用前景。聚酰亚胺(PI)是一种具有苯环和极性酰基结构的聚合物介电材料,具有较高的击穿场强、较高的玻璃转变温度,能在高温下稳定工作。但PI较低的介电常数限制了储能性能的提升。为解决由于PI低介电常数导致的低能量存储密度问题,通常引入具有高介电常数的陶瓷作为填充物,被誉为“电子陶瓷工业的支柱”的钛酸钡(BT)作为介电纳米复合材料中的杰出代表陶瓷之一发挥着重要作用。但这种无机/有机复合材料自身的不相容性、无机陶瓷填料形貌及无机陶瓷的填充比例和方式都对材料的储能性能影响甚大。该工作以层状钛酸锂钾(K0.8Li0.27Ti1.73O4)晶体为前驱体,基于固相法和水热法制备了2D鳞片状BT陶瓷填料。选用有机壳层聚多巴胺(PDA)对其进行有机壳层修饰制备核壳结构的BT@PDA纳米颗粒。运用流延法制备了不同填充量下的BT@PDA/PI纳米复合薄膜。利用取向分布技术将BT@PDA纳米颗粒在PI基体中呈水平分布状态。在室温和150℃下探究了复合薄膜的储能性能及介电性能,结果表明水平分布的BT@PDA在低的填充量下,复合薄膜的储能性能较佳。同时,采用多物理场耦合有限元分析对复合薄膜的击穿过程、电场分布及电流密度分布进行模拟,该结果与实验结果一致。这项工作为改善陶瓷/聚合物复合薄膜高温储能性能提供了新的思路。(研究生院、化学化工学院 文、图/周妮妮 审核/凡明锦、胡登卫)

论文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0021979724003539