In Situ Catalytic Encapsulation of Core-Shell Nanoparticles Having Variable Shell Thickness: Dielectric and Energy Storage Properties of High-Permittivity Metal Oxide Nanocomposites

材料科学 纳米复合材料 纳米颗粒 电介质 介电常数 复合材料 差示扫描量热法 透射电子显微镜 介电损耗 化学工程 纳米技术 光电子学 热力学 物理 工程类
作者
Zhong Li,Lisa A. Fredin,Pratyush Tewari,Sara A. DiBenedetto,Michael T. Lanagan,Mark A. Ratner,Tobin J. Marks
出处
期刊:Chemistry of Materials [American Chemical Society]
卷期号:22 (18): 5154-5164 被引量:191
标识
DOI:10.1021/cm1009493
摘要

Aluminum oxide encapsulated high-permittivity (ε) BaTiO3 and ZrO2 core-shell nanoparticles having variable Al2O3 shell thicknesses were prepared via a layer-by-layer methylaluminoxane coating process. Subsequent chemisorptive activation of the single-site metallocene catalyst [rac-ethylenebisindenyl]zirconium dichloride (EBIZrCl2) on these Al2O3-encapsulated nanoparticles, followed by propylene addition, affords 0−3 metal oxide-isotactic polypropylene nanocomposites. Nanocomposite microstructure is analyzed by X-ray diffraction, transmission electron microscopy, scanning electron microscopy, differential scanning calorimetry, atomic force microscopy, and Raman spectroscopy. The in situ polymerization process yields homogeneously dispersed nanoparticles in a polyolefin matrix. Electrical measurements indicate that as the concentration of the filler nanoparticles increases, the effective permittivity of the nanocomposites increases, affording ε values as high as 6.2. The effective permittivites of such composites can be predicted by the Maxwell−Garnett formalism using the effective medium theory for volume fractions (νf) of nanoparticles below 0.06. The nanocomposites have leakage current densities of ∼10−7−10−9 A/cm2 at an electric field of 105 V/cm, and very low dielectric loss in the frequency range 100 Hz−1 MHz. Increasing the Al2O3 shell thickness dramatically suppresses the leakage current and high field dielectric loss in these nanocomposites.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Pan发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
暴躁的火车完成签到,获得积分10
刚刚
坚强的寒风完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
1秒前
JamesPei应助刘星采纳,获得10
2秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
动听凌柏完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
4秒前
4秒前
所所应助yuye_Liu采纳,获得10
4秒前
斯文静竹发布了新的文献求助30
4秒前
5秒前
5秒前
5秒前
栀蓝完成签到 ,获得积分10
6秒前
泡芙完成签到 ,获得积分10
6秒前
6秒前
AWESOME Ling完成签到 ,获得积分10
7秒前
呆呆完成签到 ,获得积分10
7秒前
鳗鱼念薇发布了新的文献求助10
7秒前
Pan完成签到,获得积分10
8秒前
MORNINGSTAR发布了新的文献求助10
8秒前
空心完成签到,获得积分20
9秒前
159关闭了159文献求助
9秒前
拾忆发布了新的文献求助10
9秒前
ChiangYu完成签到,获得积分10
9秒前
文文发布了新的文献求助30
10秒前
科研通AI6.1应助机灵水卉采纳,获得10
10秒前
10秒前
Can发布了新的文献求助10
10秒前
dayangmowang发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
咕噜噜噜噜完成签到,获得积分10
10秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
傲娇林发布了新的文献求助10
11秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Encyclopedia of Forensic and Legal Medicine Third Edition 5000
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Aerospace Engineering Education During the First Century of Flight 3000
Agyptische Geschichte der 21.30. Dynastie 3000
Les Mantodea de guyane 2000
从k到英国情人 1700
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5776133
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5627943
关于积分的说明 15441360
捐赠科研通 4908366
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2641183
邀请新用户注册赠送积分活动 1589057
关于科研通互助平台的介绍 1543812