研究目的
研究掺杂明矾和炭黑纳米颗粒的聚环氧乙烷薄膜的光学、电学和热学性能，以探索其在固态电化学器件中的潜在应用。
研究成果
光学能隙随铝含量增加而减小，表明离子和半导体特性增强。电导率和热导率随铝浓度及温度升高而增大，在600千赫兹处出现电模量弛豫峰。由于性能改善，该复合材料有望用于固态电化学器件。
研究不足
该研究仅限于特定浓度的明矾和炭黑，以及低于PEO（60°C）熔点的温度范围。测量在受控实验室条件下进行，实际应用性能可能有所不同。使用甲醇作为溶剂及明矾中潜在杂质可能影响结果。
1：实验设计与方法选择：
研究通过将PEO、明矾和炭黑溶于甲醇的溶液浇铸制备复合聚合物薄膜。光学性能采用紫外-可见分光光度法分析，电学性能通过阻抗分析测定，热导率则使用热脉冲法测量。
2：样品选择与数据来源：
样品制备时明矾浓度变化范围为0-16 wt%，炭黑掺杂量固定为0.1 wt%。数据采集自合成的复合薄膜。
3：1 wt%。数据采集自合成的复合薄膜。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：材料包括PEO粉末（分子量300,000 g/mol）、明矾粉末（钾明矾）、炭黑粉末及甲醇溶剂。设备包含用于光学测量的Cary分光光度计、Hewlett Packard（HP）4192A阻抗分析仪，以及配备热电偶和恒温箱的热脉冲法热导率测量装置。
4：实验流程与操作步骤：
溶液经搅拌后浇铸于玻璃模具成膜，干燥后测量厚度。在室温下（300-800 nm波长范围）测量光学吸光度与透射率，阻抗与相位差测量范围为100 kHz至3 MHz、温度30-55°C，热导率通过带温控的热脉冲法测定。
5：数据分析方法：
光学参数通过Tauc图谱和Urbach规则从吸收光谱推导，电学数据采用阿伦尼乌斯方程计算激活能，热导率根据热流方程计算得出。
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Cary spectrophotometer
Cary
Used for measuring optical absorbance and transmittance spectra in the UV-visible range.
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Hewlett Packard impedance analyzer
HP 4192A
Hewlett Packard
Used for measuring impedance and phase shift angle in electrical properties analysis.
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Digital vernier caliper
Used for measuring the thickness of the synthesized composite films.
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Thermocouple
Used for temperature measurements during electrical and thermal experiments.
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Oven
Used for drying samples and controlling temperature during experiments.
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