研究背景

研究方法

首先，使用电流体力学（EHD）打印技术制备微尺度的聚偏二氟乙烯（PVDF）纤维膜。这一过程涉及将PVDF溶解在特定溶剂中，通过EHD打印设备精确控制电压、喷嘴到基底的距离、移动速度和给料速率，以实现微尺度纤维的均匀打印。其次，通过水热晶体生长法在已打印的PVDF纤维膜上合成二硫化钼（MoS2）纳米结构。这一步骤使用特定的前驱体溶液，在高温高压条件下促使MoS2纳米结构在纤维表面形成，从而得到MoS2-PVDF复合电极。这种方法结合了先进的打印技术和材料合成策略，为制造高分辨率和结构复杂的能量存储电极提供了新途径。

▲图1 MoS2-PVDF复合薄膜的制备工艺

研究结果

测量并研究了XRD和拉曼光谱，以证明PVDF纤维上MoS2纳米结构的合成。MoS2的XRD光谱如图所示图3a.XRD图谱中14.2°、33.5°、58.6°处的特征峰分别与MoS2的 (002)、(100)、(110) 面完美匹配，特征峰与六方相MoS2的标准峰（JCPDS卡号37-1492）高度一致，表明MoS2结晶质量良好。同时研究了MoS2的拉曼光谱，如图图3b.195cm −1和402−1处的突出峰证实了PVDF纤维上存在原始MoS2。总体而言，XRD和拉曼结果表明EHD打印纤维上成功合成了MoS2。

▲图3 合成的MoS2纳米结构的材料特性。(a) MoS2的XRD光谱。(b) MoS2的拉曼

研究结论

这项工作提出了一种制造涉及微尺度PVDF纤维和MoS2纳米结构的多维电极的新策略。开发了EHD打印技术来创建具有稳定纤维宽度8.3±1.2μm的微尺度PVDF薄膜。结合水热晶体生长法，在微尺度PVDF纤维上合成并组装了MoS2纳米结构。高温处理后，PVDF薄膜保持了稳定的形貌。进行了微观观察和材料表征，以证明PVDF纤维上存在MoS2。观察到制备的MoS2-PVDF电极在电化学实验过程中显示出典型的充电-放电曲线。所提出的方法丰富了3D打印电极的结构和尺寸特性，可能对储能装置的优化和微型化有进一步的探索。

原文链接：

https://doi.org/10.3390%2Fpolym14235250