摘要
近年来，导电织物因为兼具织物的柔韧性和导电组分的多功能特性，在可穿戴电子产品和智能纺织品中得以广泛的应用，这极大地丰富了人们的生活。但是，制备具有灵活性、舒适性和多功能性的导电织物仍然是一个挑战。过渡金属硫化物CuS由于出色的物理性能被认为是制备多功能导电织物的潜力材料。因此，本实验采用CuS作为导电组分，赋予PET织物良好的导电性，实现传统纺织品的多功能化，使其在电热转化、光热转化和电能存储方面展现出优良的性能。主要研究内容及结果如下:(1)首先采用表面改性剂对PET织物进行表面处理，改善PET织物与CuS之间的界面结合能力，经研究发现三官能团氮丙啶交联剂(AC)的效用最佳。紧接着，使用化学浴沉积的方法制备PET/CuS导电织物，并探讨反应时间、反应物浓度对PET/CuS导电织物性能的影响。结果表明，当反应时间为3h，反应物浓度为0.09M，制备的PET/CuS导电织物具有最低的表面电阻1.26Ωsq-1。 (2)基于焦耳热效应，对PET/CuS导电织物进行电热性能测试，结果表明，在施加0.5～2V电压下，其响应时间在40～50s之间，温度在37～172℃之间可调。当导电织物形变量为50％时，其表面温度仅降低15.5％。在长期加热和反复冷却循环后，导电织物仍能表现良好的加热可靠性、稳定性和可重复性。结果表明，此导电织物在可穿戴电加热器和高性能电热系统中具有很大的应用潜力。 (3)PET/CuS织物在波长为635nm、功率为10～90mWcm-2的激光照射下展现出良好的光热转换性能，其响应时间处于10～15s之间，温度在34～145℃之间可调。同时，远红外理疗灯和太阳光模拟器下PET/CuS导电织物出色的光热性能展现了其良好的应用前景。 (4)PET/CuS导电织物也被应用于超级电容器的制备，结果表明:将聚吡咯电沉积在PET/CuS导电基底上，得到的PET/CuS/PPy电极表现出良好的电化学性能，该电极在2mAcm-2的电流密度下显示出5410mFcm-2的比电容，并且2000次循环后仍能保持初始比电容的84.1％，证明其具有良好的循环稳定性。PET/CuS/PPy电极优异的电化学性能归因于电极均质、无粘结剂的结构，为电子和离子提供了快速的迁移通道。使用PET/CuS/PPy电极制备的柔性固态超级电容器在2mAcm-2的电流密度下具有1335mFcm-2(10.1 F cm-3)高的比电容，在8.4mWcm-3功率密度下的能量密度为1.4mWhcm-3。此外，该固态器件具有良好的循环稳定性和柔韧性。四个串联的器件即可为LED指示灯、计算器和小风扇供电，表明了其在便携式柔性储能装置中具有潜在的应用价值。
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