一种用于智能监控系统的复合纳米发电机及其制备方法和应用技术方案

本发明专利技术涉及一种纳米发电机，具体涉及一种用于智能监控系统的复合纳米发电机及其制备方法和应用，包括如下步骤：S1：通过两步水热法制备钛酸钡纳米线并进行羟基化处理，得到羟基化钛酸钡纳米线；S2：将步骤S1得到的羟基化钛酸钡纳米线与羧基化碳纳米管、PVDF和PDMS混合，静电纺丝制备得到PVDF/PDMS

【技术实现步骤摘要】
一种用于智能监控系统的复合纳米发电机及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及一种纳米发电机，具体涉及一种用于智能监控系统的复合纳米发电机及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]从最早的蒸汽机专利技术到后来的电力专利技术，早已证明能量是人类文明进步的根本力量。然而，化石燃料的不可再生性使人类面临能源枯竭的困境。近年来，压电纳米发电机(PENG)和摩擦电纳米发电机(TENG)的发展为可穿戴电子、健康检测、物联网等领域提供了新的解决方案。PENG和TENG可以有效地将广泛存在的不规则且容易忽略的机械能转化为电能。尽管相关研究已被许多学者广泛探讨，但低输出功率和复杂的结构严重限制了其应用。
[0003]纳米发电机的形式是多种多样的，包括一维线性结构、二维织物结构以及三维结构。在这些结构中，功能层(摩擦层和压电层)主要以薄膜形式存在。静电纺丝是一种成熟的制备工艺，该工艺制备的薄膜由于孔隙率高、微观形貌整齐、β相含量高，被广泛用于制备纳米发电机的功能层。大多数学者研究的纳米发电机为单独的压电纳米发电机或摩擦电纳米发电机，其输出功率通常较低本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于智能监控系统的复合纳米发电机的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：通过两步水热法制备钛酸钡纳米线并进行羟基化处理，得到羟基化钛酸钡纳米线；S2：将步骤S1得到的羟基化钛酸钡纳米线与羧基化碳纳米管、PVDF和PDMS混合，静电纺丝制备得到PVDF/PDMS
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BTO
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CNT纳米纤维薄膜；S3：将PI薄膜、铜胶带以及步骤S2得到的PVDF/PDMS
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BTO
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CNT纳米纤维薄膜依次粘结，并将PI薄膜粘贴于橡胶软管内部，组装形成所述的复合纳米发电机。2.根据权利要求1所述的一种用于智能监控系统的复合纳米发电机的制备方法，其特征在于，步骤S1中，具体包括如下步骤：S11：将二氧化钛分散于碱性溶液中，搅拌后进行水热反应，反应产物经洗涤和干燥后得到Na2Ti3O7；S12：将步骤S11得到的Na2Ti3O7浸泡于酸性溶液中，然后经洗涤和干燥后得到H2Ti3O7；S13：将步骤S12得到的H2Ti3O7置于八水合氢氧化钡溶液中，搅拌后进行水热反应，反应产物经洗涤和干燥后得到钛酸钡纳米线；S14：将步骤S13得到的钛酸钡纳米线加入双氧水中回流，反应产物经洗涤和干燥后得到羟基化钛酸钡纳米线。3.根据权利要求2所述的一种用于智能监控系统的复合纳米发电机的制备方法，其特征在于，步骤S11中，所述的碱性溶液中氢氧根离子浓度为9
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12mol/L，二氧化钛与碱性溶液的用量比为3g：60mL；所述的搅拌的时间为10
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14h；所述的水热反应的温度为170
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230℃，时间为60
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84h；所述的洗涤为依次用去离子水和乙醇洗涤至洗涤液呈中性；所述的干燥为真空干燥，温度为60
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80℃，时间为12
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24h；步骤S12中，所述的酸性溶液中氢离子浓度为0.1
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0.3mol/L，酸性溶液与碱性溶液的体积比为220
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260：60；所述的浸泡的时间为20
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28h；所述的洗涤为依次用去离子水和乙醇洗涤至洗涤液呈中性；所述的干燥为真空干燥，温度为60
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80℃，时间为12
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24h；步骤S13中，所述的八水合氢氧化钡的浓度为1.8
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2.2g：100
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140mL；所述的H2Ti3O7与八水合氢氧化钡的质量比为0.2
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0.4：1.8
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2.2；所述的水热反应的温度为170
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230℃，时间为2
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4h；所述的洗涤为依次用稀盐酸和去离子水洗涤至中性；所述的干燥为真空干燥，温度为60
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80℃，时间为12
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24h；步骤S14中，所述的钛酸钡纳米线与双氧水的用量比为2
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4g：20
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50mL；所述的回流的温度为95
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115℃，时间为3
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5h；所述的洗涤为依次用去离子水和乙醇洗涤至洗涤液呈中性；所述的干燥为真空干燥，温度为60
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80℃，时间为12
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24h。4.根据权利要求1所述的一种用于智能监控系统的复合纳米发电机的制备方法，其特征在于，步骤S2中，具体包括如下步骤：S21：将羧基化碳纳米管与...

【专利技术属性】
技术研发人员：于涛，赵彬彬，杨伟东，李岩，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：