CoFe2O4/MWCNT纳米杂化材料协同增强PVP/NA复合物的结构、光学及电学特性在电化学应用中的研究

《Surfaces and Interfaces》：Synergistic effect of CoFe?O?/MWCNT nanohybrids on the structural, optical, and electrical characteristics of PVP/NA composites for electrochemical applications

本综述聚焦于钴铁氧体/多壁碳纳米管（CoFe2O4/MWCNT）纳米杂化材料对聚乙烯吡咯烷酮/海藻酸钠（PVP/NA）复合物性能的协同增强效应。通过溶液浇铸法制备的纳米复合材料展现出显著改善的无定形结构、降低的光学带隙以及提升的交流电导率（最高达5.70 × 10?7 S cm?1），其优异的介电性能和电荷传输机制表明该材料在光电子和先进电化学器件（如超级电容器、电池）中具有广阔应用前景。

　　

Section snippets

Chemicals

NA粉末（分子量216 g mol^-1）购自Sigma-Aldrich。PVP粉末（分子量111 g mol^-1）同样来源于Sigma-Aldrich。醋酸钴四水合物[Co(CH₃COO)₂·4H₂O]和醋酸铁[Fe(CH₃COO)₂]由Sigma-Aldrich提供。羧基化多壁碳纳米管（MWCNTs–COOH，型号NTX10）采购自希腊Nanothinx公司，其直径范围为5–20纳米，长度至少25微米，纯度为95%。实验全程使用去离子水（DIW）作为制备固体样品的溶剂。

XRD scan

图1展示了原始PVP/NA聚合物基质以及掺杂不同浓度CoFe₂O₄/MWCNT纳米复合材料的X射线衍射图谱。PVP/NA共混物在2θ范围18°–26°内呈现一个宽而弥散的峰，这是其无定形结构的典型特征。CoFe₂O₄/MWCNT纳米填料的加入进一步增强了材料的无定形特性，并引入了额外的结构缺陷，这些缺陷有助于提升电导率。纳米复合材料的XRD图谱表明...

Conclusion

本研究证明，在PVP/NA聚合物共混物中掺杂CoFe₂O₄/MWCNT纳米杂化材料能显著改变其物理化学性质。XRD和FTIR分析证实，纳米杂化材料有效降低了结晶度，增强了无定形区域，并建立了牢固的填料-聚合物相互作用。光学研究揭示了可调控的吸收特性，并伴有明显的带隙窄化现象，这表明材料的电子跃迁和电荷载流子迁移能力得到改善，为其在光电子和电化学储能领域的应用铺平了道路。