扰乱分子间氢键调控纤维素介电性能被Appl. Phys. Lett. 接收
发布时间:2021-07-27 文章来源:史少聪具有高能量密度的环境友好型电介质材料在储能装置中具有广阔的应用前景。本工作中,以富含羟基、可再生、可降解的纤维素为基体材料,从调控氢键网络,释放受限极性基团的角度,利用交联剂环氧氯丙烷(ECH)与纤维素链中的羟基进行化学交联反应,制备得到氢键网络密度与结晶度同时降低的再生纤维素薄膜(RCCE)。结合宽频介电谱、动态力学分析以及二维相关光谱分析技术,建立了纤维素松弛行为与其固有分子结构之间的关联,加强了对纤维素介电特性的认识。研究表明,当ECH与纤维素糖苷键摩尔比为1:1时,RCCE的介电常数在103 Hz下提高至9.7,且介电损耗处于10-2数量级。在200 MV/m下,RCCE的能量密度可达2.16 J/cm3,且充放电效率均高于85%。本文提出的方法为设计和优化纤维素基电介质材料的介电性能提供了一条有利途径。
Shao-Cong Shi, Chao Chen, Jin-Long Zhu, Yue Li, Xin Meng, Hua-Dong Huang*, and Zhong-Ming Li*. Environmentally friendly regenerated cellulose films with improved dielectric properties via manipulating the hydrogen bonding network. Applied Physics Letters, 2021, 119, 022903, DOI: 10.1063/5.0056164