【技术实现步骤摘要】
一种具有磁驱动性的柔性纳米压电膜及其应用
[0001]本专利技术属于柔性压电纳米发电机领域,具体涉及到一种具有磁驱动性的柔性纳米压电膜及其在制备压电发电机中的应用。
技术介绍
[0002]压电纳米发电机(PENG)可将环境中广泛存在的微弱、无规律的机械能借助纳米压电材料的压电效应有效转化为电能,因其可提供清洁、可再生的新能源而广受关注。但目前PENG的应用场景大多受限于只能将机械应力产生的形变转变为电能。但在生活中,存在许多可以利用的能量。譬如任何通有电流的导线,都会在其周围产生磁场。各种电网中都充斥着工频磁场,若能将这些微弱而杂散磁场能量收集起来,也会是一种清洁能源。另一方面,为了保证用电安全,对输电线路情况进行监控是必要的。目前虽然已经有各种传感器已被用于满足输电线路的长期传感需求,但随着微型传感器系统的逐渐成熟,对的供电方式提出了新的需求。有源供电不适合户外场景,而电池供电又存在容量有限及需要更换的问题。将环境中广泛存在的微弱磁场转变为电能加以储存可为自供电的传感器的开发提供新的思路。
[0003]2012年,王中林采用取向排列的锆钛酸铅纳米线作为压电陶瓷材料,在其两面覆盖上绝缘层后,再在其表面一侧覆盖含Fe3O4的PDMS薄膜充当磁场变化下的驱动层。以此实现了由磁能到机械能再到电能(磁
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机
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电)的转化,获得了磁力驱动的纳米发电机。但是其压电性能由无机材料锆钛酸铅产生,虽然其压电性能较好但存在着脆性较大,柔性不足的局限。而且该纳米发电机的磁驱动面只存在于纳米压电发 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种具有磁驱动性的柔性纳米压电膜,其特征在于所述具有磁驱动性的柔性纳米压电膜按如下方法制备:S1:GO@Fe3O4的制备:将氧化石墨烯与乙酰丙酮铁均匀分散于三乙二醇中,保护氛围中250
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300℃搅拌反应20
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60min,冷却至室温,所得反应液A经后处理A,得到GO@Fe3O4;所述乙酰丙酮铁与所述氧化石墨烯的质量比为2~4:1;S2:GO@Fe3O4@SiO2的制备:将十六烷基三甲基溴化铵、去离子水、乙醇、氨水和步骤S1所述的GO@Fe3O4均匀分散,加入正硅酸乙酯超声反应4
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8h,所得反应液B经后处理B,得到GO@Fe3O4@SiO2;所述十六烷基三甲基溴化铵与所述GO@Fe3O4的质量比为3~5:1;所述氨水中所含NH3
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H20的物质的量以所述GO@Fe3O4的质量计为0.4
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0.6mol/g;所述正硅酸乙酯的体积以所述GO@Fe3O4的质量计为10~40mL/g;S3:GO@Fe3O4@CuSNT的制备:将步骤S2所述的GO@Fe3O4@SiO2均匀分散于去离子水中,调节pH至10
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11.5,加入硝酸铜水溶液,均匀分散,100℃~140℃下反应10
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20小时,所得反应液C经后处理C,得到GO@Fe3O4@CuSNT;所述硝酸铜水溶液中硝酸铜的物质的量以所述GO@Fe3O4@SiO2的质量计为0.015~0.05mol/g;S4:将步骤S3所述的GO@Fe3O4@CuSNT均匀分散于有机溶剂中,加入PVDF,溶解搅拌均匀,得到纺丝液;静电纺丝,得到所述具有磁驱动性的柔性纳米压电膜;所述GO@Fe3O4@CuSNT与PVDF的质量比为0.5~4:100。2.如权利要求1所述的具有磁驱动性的柔性纳米压电膜,其特征在于所述具有磁驱动性的柔性纳米压电膜按如下方法制备:S1:GO@Fe3O4的制备:将氧化石墨烯与乙酰丙酮铁均匀分散于三乙二醇中,保护氛围、278℃搅拌反应30min,冷却至室温,所得反应液A经后处理A,得到GO@Fe3O4;所述乙酰丙酮铁与所述氧化石墨烯的质量比为4:1;S2:GO@Fe3O4@SiO2的制备:将十六烷基三甲基溴化铵、去离子水、乙醇、氨水和步骤S1所述的GO@Fe3O4均匀分散,加入正硅酸乙酯超声反应6h,所得反应液B经后处理B,得到GO@Fe3O4@SiO2;所述十六烷基三甲基溴化铵与所述GO@Fe3O4的质量比为4.8:1;所述氨水中所含NH3
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H20的物质的量以所述GO@Fe3O4的质量计为0.44mol/g;所述正硅酸乙酯的体积以所述GO@Fe3O4的质量计为20mL/g;S3:GO@Fe3O4@CuSNT的制备:将步骤S2所述的GO@Fe3O4@S...
【专利技术属性】
技术研发人员:范萍,戚值嘉,黄家驹,蒋均炯,韩镒泽,
申请(专利权)人:浙江工业大学,
类型:发明
国别省市:
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