探索石墨烯对石墨/PANI矩阵复合材料的影响:高压制造和增强的热电性能
Murat Ozlek1, Merve Sehnaz Akbulut1, Engin Burgaz1,2
1Department of Nanoscience and Nanotechnology, Ondokuz Mayis University, Samsun, 55139, Atakum, Turkey. eburgaz@omu.edu.tr.
Nanoscale
|November 22, 2024
概括
该研究发现,14%重量级的石墨烯是石墨/聚烯复合物的关键值. 在压力下将石墨烯和石墨烯层相互锁定,在热电应用中显著提高了电热导电性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术纳米技术
- 聚合物科学 聚合物科学
背景情况:
- 开发具有增强电热性能的先进复合材料对于能源应用至关重要.
- 石墨/聚氨酸 (GP) 和石墨/石墨烯/聚氨酸 (GGP) 复合材料是这些应用的有希望的候选者.
研究的目的:
- 研究石墨烯含量和施加压力对GP和GGP复合材料的电热导电性的影响.
- 了解由石墨烯添加和压力应用引起的结构和电子变化.
主要方法:
- 复合材料制造的直接混合方法.
- 电和热导电性测量. 电和热导电性测量.
- 通过ATR-FT-IR,XPS,拉曼和XRD分析来描述材料结构和电子特性.
主要成果:
- 确定了14%重量的临界石墨烯含量值,在压缩和未压缩样本中影响导电性的不同.
- 石墨烯的添加改变了 PANI-CSA 矩阵中的电子配置和电荷转移机制.
- 在527MPa压缩的GGP-14样本显示显著增强的热导率 (2253W m-1K-1) 和电导率 (210 S cm-1),这是由于相互锁定的石墨烯和石墨烯层.
结论:
- 石墨烯和石墨岩层的相互锁定是实现GGP复合材料中优越导电性的关键.
- 这种相互锁定的结构促进了高效的电子和声子传输.
- 这些发现为设计高性能热电材料提供了一条道路.


