ZnO微-納米棒-碳布多尺度增強(qiáng)復(fù)合材料的制備及性能研究

ZnO微-納米棒-碳布多尺度增強(qiáng)復(fù)合材料的制備及性能研究ZnO微-納米棒/碳布多尺度增強(qiáng)復(fù)合材料的制備及性能研究

摘要：本研究旨在制備一種具有優(yōu)異性能的ZnO微-納米棒/碳布多尺度增強(qiáng)復(fù)合材料，并對其性能進(jìn)行研究。采用水熱法制備ZnO微-納米棒，通過簡單的沉積方法將其加載到碳布上形成復(fù)合材料。通過掃描電子顯微鏡（SEM）、透射電子顯微鏡（TEM）、X射線衍射（XRD）等手段對復(fù)合材料的形貌和結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行了表征。并采用拉伸測試、電化學(xué)性能測試等方法對復(fù)合材料的性能進(jìn)行了評價(jià)。結(jié)果表明，ZnO微-納米棒/碳布復(fù)合材料擁有優(yōu)良的力學(xué)性能和電化學(xué)性能，具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：ZnO微-納米棒，碳布，復(fù)合材料，水熱法，力學(xué)性能，電化學(xué)性能

1.引言

復(fù)合材料作為一種重要的材料，在各個(gè)領(lǐng)域中具有廣泛的應(yīng)用。隨著科技的不斷進(jìn)步，對于復(fù)合材料性能的要求也越來越高。因此，研究開發(fā)新型的復(fù)合材料具有重要的意義。本研究中，我們選擇ZnO微-納米棒和碳布作為復(fù)合材料的主要組分，旨在制備一種具有優(yōu)異性能的ZnO微-納米棒/碳布多尺度增強(qiáng)復(fù)合材料。

2.材料與方法

2.1ZnO微-納米棒的制備

首先，采用水熱法合成了ZnO微-納米棒。將適量的Zn（NO3）2和NH4HCO3溶解于去離子水中，隨后加入少量的NaOH調(diào)節(jié)溶液的pH值。繼續(xù)攪拌反應(yīng)液，直至完全溶解。然后將反應(yīng)液導(dǎo)入到高壓釜中，在160°C的條件下反應(yīng)12小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后，通過離心和洗滌得到ZnO微-納米棒。

2.2ZnO微-納米棒/碳布復(fù)合材料的制備

將制備好的ZnO微-納米棒分散到甲醇溶液中，并使用攪拌器進(jìn)行均勻懸浮。接下來，將碳布浸泡在懸浮液中，通過簡單的浸漬-烘烤方法將ZnO微-納米棒加載到碳布上。最后，將復(fù)合材料進(jìn)行烘干處理，使其完全固化。

3.結(jié)果與討論

通過SEM和TEM觀察發(fā)現(xiàn)，ZnO微-納米棒呈現(xiàn)出均一的納米棒狀結(jié)構(gòu)，并成功地被加載到碳布上。XRD結(jié)果顯示，復(fù)合材料中的ZnO微-納米棒為優(yōu)質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)。拉伸測試結(jié)果表明，ZnO微-納米棒/碳布復(fù)合材料具有優(yōu)異的力學(xué)性能，表現(xiàn)出較高的強(qiáng)度和韌性。電化學(xué)性能測試結(jié)果顯示，復(fù)合材料具有良好的電化學(xué)性能，表現(xiàn)出優(yōu)異的電導(dǎo)率和穩(wěn)定性。

4.結(jié)論

在本研究中，我們成功地制備了一種ZnO微-納米棒/碳布多尺度增強(qiáng)復(fù)合材料，并對其性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，該復(fù)合材料具有優(yōu)異的力學(xué)性能和電化學(xué)性能，顯示出潛在的應(yīng)用價(jià)值。這種多尺度增強(qiáng)復(fù)合材料有望在領(lǐng)域中發(fā)揮重要作用，如催化劑、傳感器和能源存儲(chǔ)等。然而，還需要進(jìn)一步研究以進(jìn)一步了解該復(fù)合材料的性能和應(yīng)用領(lǐng)域綜上所述，通過離心和洗滌的方法，成功制備了ZnO微-納米棒。將ZnO微-納米棒加載到碳布上形成復(fù)合材料，并經(jīng)過烘干處理使其固化。通過SEM和TEM觀察，發(fā)現(xiàn)ZnO微-納米棒均勻地分布在碳布上。XRD分析結(jié)果顯示，復(fù)合材料中的ZnO微-納米棒具有優(yōu)質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)。拉伸測試和電化學(xué)性能測試結(jié)果表明，復(fù)合材料具有出色的力學(xué)性能和電化學(xué)性能，展示了潛在的應(yīng)用價(jià)值。