一种离子聚合物石墨烯复合物的传感元件及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种离子聚合物石墨烯复合物的传感元件，该传感元件由壳聚糖离子液体膜，以及夹在壳聚糖离子液体膜两侧的石墨烯膜电极组成，该传感元件弯曲时，在两层石墨烯膜电极之间产生电势。该传感元件可以用于基于传感器的系统，在施加外加位移信号时，在石墨烯电极间会产生电势差。该传感元件具有较高的电双层电容。较传统的IPMC传感元件，本发明专利技术中离子聚合物石墨烯电极复合物传感元件产生的电压值增加了2.7～27倍。

Sensing element of ionic polymer graphene composite and preparation method thereof

The invention provides a sensing element for ionic polymer graphene composite, the sensing element by chitosan ionic liquid film, composition and clip on both sides of the chitosan ionic liquid membrane graphene film electrode, the sensing element is bent between two layers of graphene film electrode production potential. The sensor can be used for sensor based systems, applied in the displacement signal, the graphene electrode potential difference. The sensing element has a high electrical double-layer capacitance. Compared with the traditional IPMC sensing element, the voltage generated by the ion polymer graphene electrode composite sensing element is increased by 2.7 to 27 times in the invention.

【技术实现步骤摘要】
一种离子聚合物石墨烯复合物的传感元件及其制备方法
本专利技术涉及一种离子聚合物石墨烯复合物的传感元件，属于智能材料领域。
技术介绍
近年来，由于低频(1～10Hz)下血压测量、振动检测等传感和能量存储方面的应用需求，众多学者致力于研究离子聚合物金属复合物(IPMC)的机电转换效应。但是由于水分子容易从具有裂缝的金属电极中泄漏、蒸发，大大降低了IPMC的机电转换效应。所以有必要研究基于离子液体的无裂缝电极的碳聚合物复合材料，从而避免工作介质的泄漏和蒸发。单壁碳纳米管由于拥有高电导率、高电容等金属不具备的优点被应用于电极制备，但是单壁碳纳米管非常稀少、过于昂贵，很难均匀分散。石墨烯由于其独特的结构可以提供非凡的电学、热学和力学性能，同时比较便宜、易于制备，所以可以代替单壁碳纳米管在许多场合的应用。智能电子织物、手术工具、生物传感器和一次性生物医疗器械要求生物可降解、生物相容性的离子交换聚合物，研究发现离子液体和具有生物可降解、生物相容性和生物活性的壳聚糖在分子水平上相容，它们的复合材料可应用于传感。因此为了获得无裂缝电极、生物相容性和稳定性，可采用石墨烯、壳聚糖和离子液体制备离子聚合物石本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种离子聚合物石墨烯复合物的传感元件，其特征在于：该传感元件由壳聚糖离子液体膜，以及夹在壳聚糖离子液体膜两侧的石墨烯膜电极组成，该传感元件弯曲时，在两层石墨烯膜电极之间产生电势。

【技术特征摘要】
2016.12.21 CN 20161118858261.一种离子聚合物石墨烯复合物的传感元件，其特征在于：该传感元件由壳聚糖离子液体膜，以及夹在壳聚糖离子液体膜两侧的石墨烯膜电极组成，该传感元件弯曲时，在两层石墨烯膜电极之间产生电势。2.根据权利要求1所述的离子聚合物石墨烯复合物的传感元件，其特征在于：所述壳聚糖膜的厚度范围为0.1mm～0.5mm，石墨烯膜电极的厚度范围为10～50μm。3.根据权利要求1所述的离子聚合物石墨烯复合物的传感元件，其特征在于：所述壳聚糖离子液体膜中包含离子液体，离子液体选自1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐EMImBF4，1-乙基-3-甲基咪唑硫氰酸盐EMImSCN，1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐BMImBF4的一种。4.根据权利要求1或2所述的离子聚合物石墨烯复合物的传感元件，其特征在于：所述石墨烯膜电极在布拉格角21°附近有个小的宽峰。5.根据权利要求1或2所述的离子聚合物石墨烯复合物的传感元件，其特征在于：石墨烯膜内的层间距为0.31nm。6.一种离子聚合物石墨烯复合物的传感元件的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1，含离子液体的石墨烯膜电极的制备：首先制备石墨烯溶液；而后，采用Anodics薄膜过滤石墨烯溶液，获得石墨烯膜；采用该石墨烯膜通过毛细管力压缩过程制备含有离子液体的石墨烯膜电极；步骤2，壳聚糖离子液体膜的制备：将壳聚糖添加到乙酸溶液中，将混合溶液在60℃下搅拌30min以形成均匀的溶液；然后，将甘油和离子液体添加到上述混合溶液中60℃下搅拌30min，获得悬浮液；将获得的悬浮液倾倒至聚二甲基硅氧烷模具中，置于烤箱60℃下烘烤4h，获得壳聚糖/甘油/离子液体电解质膜；步骤3，三层传感元件的制备：采用热压机热压步骤1制备的...

【专利技术属性】
技术研发人员：何青松，于敏，戴振东，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32