Preliminary Investigation into Carbon Nanofibres for Electrochemical Capacitors

• Autorzy: Klata E. , Babeł K. , Krucińska I.

Warianty tytułu

PL

Wstępne badania nad nanowłóknami węglowymi dla kondensatorów elektrochemicznych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents an investigation into the influence of the parameters of the thermal stabilisation process of polyacrylonitrile (PAN) nanofibres on the process of their pyrolysis. The manufacture of precursor nanofibres by electrospinning from a polyacrylonitrile/N, N-dimethylformamide (PAN/DMF) solution is also described. The diameters of the nanofibres obtained are within the range of 640 nm, whereas their degree of crystallinity, as determined by means of wide angle X-ray scattering, is 40%. The parameters of the thermal stabilisation and the pyrolysis processes of the precursor nanofibres are presented. Two processing variants of the thermal stabilisation of PAN nanofibres in an air stream were applied. The first variant of the stabilisation process was conducted at 225°C for 5-6 h, and the second variant step-wise for 9-10 h in a laboratory chamber dryer at a temperature of up to 280°C. The pyrolysis process was carried out in a thermobalance at a temperature of up to 700°C. Images of PAN precursor nanofibres and of the carbon fibres obtained from them are illustrated by SEM microphotographs.

PL

Artykuł przedstawia badania nad wpływem parametrów procesu stabilizacji termicznej nanowłókien połiakrylonltrylowych na przebieg procesu ich zwęglania. Opisano wytwarzanie nanowłókien prekursorowych poprzez elektro-przędzenie z roztworu poliakrylonitrylu w N,N-dwumetyloformamidzie (PAN/DMF). Średnica otrzymanych włókien była rzędu 640. nm, podczas gdy stopień krystalizacji, określony za pomocą metod)) WAXS, wyttosił 40%, Przedstawiono parametry stabilizacji termicznej i zwęglania prekursorowych nanowłókien w postaci włókniny. Zastosowano dwa warianty procesu stabilizacji termicznej w strumieniu powietrza, Podczas pierwszego wariantu stabilizację prowadzono w temperaturze 225°C przez 5-6 godzin, podczas gdy drugi wariant polegał na wielostopniowym podgrzewaniu przez 9-10 godzin do temperatury 280°C i był prowadzany w laboratoryjnej suszarce komorowej. Zwęglenie prowadzono w termowadze do temperatury 700°C, Przedstawiono mikrozdjęcia nanowłókien prekursorowych i węglowych wykonane za pomocą SEM.

Słowa kluczowe

EN

polyacrylonitrile; carbon nanofibre; electrochemical capacitors

PL

poliakrylonitryl; nanowłókna węglowe; kondensatory elektrochemiczne

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Łódzki Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Fibres & Textiles in Eastern Europe
• Rocznik: 2005
• Tom: Vol. 13, no. 1 (49)
• Strony: 32--34
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys.

Twórcy

autor

Klata E.

• Technical University of Łódź Department of Textile Metrology ul. Żeromskiego 116, 90-543 Łódź, Poland

autor

Babeł K.

• Academy of Agriculture Institute of Chemical Technology of Wood ul. Wojska Polskiego 38/42, 60-637 Poznań, Poland

autor

Krucińska I.

• Technical University of Łódź Department of Textile Metrology ul. Żeromskiego 116, 90-543 Łódź, Poland

Bibliografia

• 1. Grafe T., Graham K., presented at the INTC 2002 International Nonwovens Technical Conference (Joint INDA-TAPPI Conference), Atlanta, Georgia, September 24-26, 2002.
• 2. Chun I., Reneker D.H, Fong H., Fang X., Deitzel J., Beck Tan N., Kearns K., Journal of Advanced Materials, 1999, 31, 36-41.
• 3. Zeleny J. Phys. Rev, 1914, 3, 69-91.
• 4. Formhals A., Process and apparatus for preparing artificial threads. US Patent No. 1,975,504,1934.
• 5. Taylor GI. Proc. R. Soc. Lond. A. 1964, 280,383-97.
• 6. Taylor GI. Proc. R. Soc. Lond. A. 1969, 31,453-75.
• 7. Jain M.K., Balasubramanian M., Desai P., J. of Mat. Science, 1987, 22, 301-312.
• 8. Donnet J-B., Bansal R.C., Carbon fibers, Marcel Dekker INC, New Jorc, Basel, 1990.
• 9. Peebles L.H., Carbon fibers - formation, structure and properties, CRC Press, Boca Raton, London, Tokyo, 1996.
• 10. Balasubramanian M., Jain M.K., Bhattacharya S.K., Abhiraman A.S., J. of Mat. Science, 1987, 22,3864-3872.
• 11. Fizer E., Frohs W., Heine M., Carbon, 1986, 24, 387-395.
• 12. Ogawa H., Saito K., Carbon, 1995, 33, 783-788.
• 13. Gupta A., Harrison I.R., Carbon, 1997, 35, 809-818.
• 14. Beltz L.A., Gustafson R.R., Carbon, 1996, 34, 561-566.
• 15. Hindeleh A.M., Johnson D.J., Polymer, 1974, 15, 697.
• 16. Rabiej S., Eur. Polym., 1991, 27, 947.