合理设计的PU/CNF/ZIF-8/PANI复合泡沫，增强柔韧性和电容，适用于柔性超级电容器
凭借其卓越的孔隙度、较大的比表面积和自然的柔韧性，纤维素纳米纤维（CNFs）/MOF材料已成为先进柔性储能设备的竞争候选产品。然而，传统的CNF/MOF气凝胶或薄膜在压缩、弯曲和折叠下常常存在较差的恢复性，伴有严重的塑性变形，影响器件的循环和结构稳定性。为解决这一问题，我们报告了一种合理设计的柔性PU/CNFs/ZIF-8/PANI复合泡沫，具有相互连接的微间孔结构。该复合材料采用聚氨酯泡沫作为软基底，并以CNFs/ZIF-8为构件，采用浸渍、原位ZIF-8生长、热压和原位苯胺聚合与ZIF-8同时刻蚀的综合策略制造。羧基化CNF的掺入增强了PU骨架的亲水性。结合热压框架，建立了互联的三维网络，有效防止活性材料的聚集。与此同时，从牺牲型ZIF-8模板衍生的层级孔隙提供了丰富的电活性位点，加速离子传输，并促进高PANI负载。凭借这种协同结构效应，所得电极在0.2 A/g时达到449 F/g的高比电容，2000个周期后5 A/g时电容保持率达97%。此外，复合泡沫展现出优异的机械柔韧性，抗拉强度为0.87 MPa，断裂伸长率为230%。这项工作为开发高性能柔性超级电容器提供了可行的方法，并为便携式储能装置的合理设计提供了新颖视角。
服务对象 ： 常州大学
发表时间： 2026年3月26日
发表期刊： Materials
文章链接： https://doi.org/10.3390/ma19071326
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