一种锌微球-聚吡咯可降解复合材料及其界面超组装制备方法技术

本发明专利技术属于电化学和新能源技术领域，提供了一种锌微球

【技术实现步骤摘要】
一种锌微球
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聚吡咯可降解复合材料及其界面超组装制备方法


[0001]本专利技术属于电化学和新能源
，具体涉及一种锌微球
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聚吡咯可降解复合材料及其界面超组装制备方法。

技术介绍

[0002]如今，由于人口增长和工业发展，化石燃料的过度消耗和能源供应系统的需求不断增加，促使科学家们探索各种能源储存技术。传统储能器件，例如电池、超级电容器，通常由碳、相对惰性的金属(如铝和不锈钢)、不可降解的聚合物(如聚丙烯)、氧化物和对人体有害的电解液组成。这些材料不仅难以降解，其中一些有害成分还会造成地下水和土壤的污染，进一步进入食物链，从而影响人类健康，不符合可持续发展的战略目标。因此人们对清洁能源的需求与日剧增，开发绿色和可持续的能源存储设备是最有效的战略。目前，已经有了可降解材料用于能源领域的报道，例如，水溶性过渡金属如镁(Mg)、锌(Zn)、钼(Mo)、钨(W)和铁(Fe)可以用作导电电极或互连线；可降解聚合物，如蚕丝、聚己内酯(PCL)、聚乳酸(PLA)、聚乳酸
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羟基乙酸(PLGA)、聚(1,8
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辛二醇
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co
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柠檬酸)(POC)和米纸作为基底材料。尽管目前有关生物可降解、可吸收材料的研究已取得了一定进展，但这类生物可降解、可吸收的材料制造麻烦、成本高。目前这类研究基本都是对生物可降解、可吸收的材料分别进行研究，没有考虑将材料进行复合以达到更好的效果。因此亟需研发一种绿色、可持续、制造简单、成本低的可降解复合材料。

技术实现思路

[0003]本专利技术是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种锌微球
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聚吡咯可降解复合材料及界面超组装制备方法。
[0004]本专利技术提供了一种锌微球
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聚吡咯可降解复合材料及界面超组装制备方法，具有这样的特征，包括以下步骤：步骤S1，称取一定质量的锌微粒、异丙醇、慢干水、聚乙烯吡咯烷酮混合并搅拌，制成锌油墨；步骤S2，取锌油墨放在在丝网印刷机的模具上，并进行刮拭，得到印好的电极图案，将印好的电极图案烘干得到锌印刷图案；步骤S3，将稀醋酸溶液滴加在锌印刷图案上，进行化学烧结，烧结完成后烘干，得到化学烧结后的锌印刷图案；步骤S4，将含有对甲苯磺酸钠和吡咯的溶液作为电化学沉积的电解液，采用恒电位法对化学烧结后的锌印刷图案进行电化学沉积，得到锌微球
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聚吡咯可降解复合材料。
[0005]在本专利技术提供的锌微球
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聚吡咯可降解复合材料界面超组装制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤S1中，锌微粒、异丙醇、慢干水、聚乙烯吡咯烷酮的质量比为4
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12:1
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5:0
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5:0
‑
2。
[0006]在本专利技术提供的锌微球
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聚吡咯可降解复合材料界面超组装制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤S2中，锌印刷图案呈叉指型、扇形或心形中的任意一种。
[0007]在本专利技术提供的锌微球
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聚吡咯可降解复合材料界面超组装制备方法中，还可以
具有这样的特征：其中，步骤S3中，化学烧结后的锌印刷图案为导电性化学烧结后的锌印刷图案。
[0008]在本专利技术提供的锌微球
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聚吡咯可降解复合材料界面超组装制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤S4中，对甲苯磺酸钠和吡咯的溶液浓度均为0.05M
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1M。
[0009]在本专利技术提供的锌微球
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聚吡咯可降解复合材料界面超组装制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤S4中，在电化学沉积过程中，电压为0.4V
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1.2V。
[0010]在本专利技术提供的锌微球
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聚吡咯可降解复合材料界面超组装制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤S4中，电化学沉积时间为30s
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200s。
[0011]本专利技术还提供了一种锌微球
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聚吡咯可降解复合材料，具有这样的特征，包括：聚吡咯和锌微球，聚吡咯包覆在锌微球上，锌微球
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聚吡咯可降解复合材料呈三维网状，锌微球
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聚吡咯可降解复合材料具有可降解性。
[0012]专利技术的作用与效果
[0013]根据本专利技术所涉及的锌微球
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聚吡咯可降解复合材料界面超组装制备方法，采用锌微粒、异丙醇、慢干水、聚乙烯吡咯烷酮混合搅拌制成锌油墨，由于聚乙烯吡咯烷酮能够改善锌油墨的分散性，因此能够提高锌油墨的流动性，使得锌油墨放在丝网印刷机的模具上能够流动，然后进行刮拭，又因为慢干水物理、化学性能稳定，流平性好，溶解性能优良，使涂膜的平整度好、光泽好，所以刮拭后得到印好的锌印刷图案。由于丝网印刷使得电子设备的制造成本大大降低，并能够在大型和非常规(如非平面和柔性)的衬底上实现印刷，因此丝网印刷为电子设备的制造提供了简单、低成本、多用途的制造技术。用稀醋酸溶液对锌印刷图案进行化学烧结，因为在稀醋酸环境中，锌离子的还原电位与氢离子的还原电位相近，所以形成了单质的转换，使得相邻的锌球连接起来，提高了锌印刷图案的导电性，然后将含有对甲苯磺酸钠和吡咯的溶液作为电化学沉积的电解液，采用恒电位法对化学烧结后的锌印刷图案进行电化学沉积，在电压作用下，吡咯单体在锌印刷图案上不断聚合形成高聚物，并且由于锌球表面粗糙不平，产生大量的成核位点相互交错，形成网状聚吡咯，最终得到三维网状的锌微球
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聚吡咯可降解复合材料。
[0014]本专利技术得到的锌微球
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聚吡咯可降解复合材料包括聚吡咯和锌微球，锌微球
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聚吡咯可降解复合材料整体呈三维网状，该三维网状结构由聚吡咯呈枝状在锌微球表面相互穿插连接形成。因为三维网状结构具有较大的比表面积，有利于电子和离子的运输，所以能够赋予材料优良的电化学性能。另外，因为锌微球
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聚吡咯可降解复合材料具有可降解性，放入水中或生物体内均可降解掉，所以锌微球
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聚吡咯可降解复合材料具有环境友好性和用于可植入医疗器件的潜力。
[0015]因此，本专利技术所提供的锌微球
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聚吡咯可降解复合材料界面超组装制备方法具有合成简单、成本低、操作简便、可调控性强等特点，得到的锌微球
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聚吡咯可降解复合材料形貌可控，具有环境友好性和用于可植入医疗器件的潜力。
附图说明
[0016]图1是本专利技术的实施例1中锌微球
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聚吡咯可降解复合材料界面超组装制备方法流程图；
[0017]图2是本专利技术的实施例1中锌微球
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聚吡咯可降解复合材料的扫描电镜图；
[0018]图3是本专利技术的实施例1中化学烧结前后锌印刷图案电阻对比图；
[0019]图4是本专利技术的实施例1中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锌微球
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聚吡咯可降解复合材料的界面超组装制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，称取一定质量的锌微粒、异丙醇、慢干水、聚乙烯吡咯烷酮混合并搅拌，制成锌油墨；步骤S2，取所述锌油墨放在丝网印刷机的模具上，并进行刮拭，得到印好的电极图案，将所述印好的电极图案烘干得到锌印刷图案；步骤S3，将稀醋酸溶液滴加在所述锌印刷图案上，进行化学烧结，烧结完成后烘干，得到化学烧结后的锌印刷图案；步骤S4，将含有对甲苯磺酸钠和吡咯的溶液作为电化学沉积的电解液，采用恒电位法对所述化学烧结后的锌印刷图案进行电化学沉积，得到锌微球
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聚吡咯可降解复合材料。2.根据权利要求1所述的锌微球
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聚吡咯可降解复合材料的界面超组装制备方法，其特征在于：其中，步骤S1中，所述锌微粒、所述异丙醇、所述慢干水、所述聚乙烯吡咯烷酮的质量比为4
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12:1
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5:0
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5:0
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2。3.根据权利要求1所述的锌微球
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聚吡咯可降解复合材料的界面超组装制备方法，其特征在于：其中，步骤S2中，所述锌印刷图案呈叉指型、扇形或心形中的任意一种。4.根据权利要求1所述的锌微球
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【专利技术属性】
技术研发人员：孔彪，田伟，谢磊，李勇，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：