一种基于丝素蛋白/石墨烯复合薄膜的摩擦纳米发电机及其制备方法技术

本发明专利技术涉及纳米新能源领域。本发明专利技术公开了一种基于丝素蛋白/石墨烯复合薄膜的摩擦纳米发电机及其制备方法。本发明专利技术中丝素蛋白/石墨烯复合薄膜的制备方法简单，其中丝素蛋白薄膜由天然蚕丝经过剪切、脱胶、溶解、溶液透析等多步加工得到，通过向丝素蛋白中掺杂石墨烯，增强其作为摩擦正极材料的输出电性能。摩擦纳米发电机由摩擦材料和电极材料组成，包括丝素蛋白/石墨烯复合薄膜、聚四氟乙烯、铝箔，采用垂直接触分离工作模式并组装成弹性结构以收集机械能。本发明专利技术制备方法所需材料成本低廉，操作简单，具有良好和稳定的输出性能。具有良好和稳定的输出性能。具有良好和稳定的输出性能。

【技术实现步骤摘要】
一种基于丝素蛋白/石墨烯复合薄膜的摩擦纳米发电机及其制备方法


[0001]本专利技术涉及纳米新能源
，特别是涉及一种基于丝素蛋白/石墨烯复合薄膜的摩擦纳米发电机及其制备方法。

技术介绍

[0002]摩擦纳米发电机于2012年由王中林院士首次提出，其作为新型收集纳米能源的收集装置，可以收集外界环境中各种类型的微小机械能并转换为电能，为微纳系统提供自驱动、可持续的能源供应，是解决传统电池寿命有限、需定期维护等弊端的有效途径。摩擦纳米发电机的工作原理是当两种表面摩擦极性不同的材料相互靠近时，基于摩擦起电效应在材料表面分别产生等量的正、负电荷，当两种材料分离时，上下电极形成感应电势差，进而通过外部电路驱动电子流动。
[0003]摩擦电材料是决定摩擦纳米发电机性能的重要因素，目前多采用有机类聚合物及相近材料，通常含有潜在的有害物质且价格较为昂贵，环境可持续性和生物兼容性较差。丝素蛋白是从家蚕中提取的一种可降解材料，不仅具有较高的柔韧性、透光度和可拉伸性能，而且兼具很强的失电子能力，在摩擦电序列中占据靠前的正极位置，是制备摩擦纳米发电机良好的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于丝素蛋白/石墨烯复合薄膜的摩擦纳米发电机，包括第一摩擦材料(2)、第二摩擦材料(3)、第一电极(1)和第二电极(4)，其特征在于：第一电极(1)覆盖在第一摩擦材料(2)背面；第二电极(4)覆盖在第二摩擦材料(3)的背面；第一摩擦材料(2)与第二摩擦材料(3)面对面堆叠，中部留有空隙；第一摩擦材料(2)为丝素蛋白/石墨烯复合薄膜；第二摩擦材料(3)为聚四氟乙烯薄膜；第一电极(1)和第二电极(4)均为铝箔。2.根据权利要求1所述的一种基于丝素蛋白/石墨烯复合薄膜的摩擦纳米发电机，其特征在于，第一电极(1)与第一摩擦材料(2)之间以及第二电极(4)与第二摩擦材料(3)之间均接入单芯多股导线。3.根据权利要求1所述的一种基于丝素蛋白/石墨烯复合薄膜的摩擦纳米发电机，其特征在于，第二摩擦材料(3)所选用的聚四氟乙烯薄膜的表明经打磨处理，增大表明粗糙度。4.根据权利要求1所述的一种基于丝素蛋白/石墨烯复合薄膜的摩擦纳米发电机，其特征在于，丝素蛋白/石墨烯复合薄膜由天然蚕丝经过剪切、脱胶、溶解、溶液透析多步加工形成丝素溶液，并掺杂氧化还原石墨烯溶液后经过干燥得到。5.一种基于丝素蛋白/石墨烯复合薄膜的摩擦纳米发电机的制备方法，制备如权利要求1
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4任一项所述的摩擦纳米发电机，其特征在于，包括以下具体步骤：步骤10：使用天平称取生丝和无水碳酸钠，保证生丝与无水碳酸钠质量比为2.358:1，每5克生丝对应量取1L去离子水，煮沸去离子水并加入无水碳酸钠，充分溶解无水碳酸钠后再加入生丝，保持沸腾煮30分钟溶解生丝表面的丝胶；步骤20：将脱胶后的生丝用去离子水揉搓多遍，充分清除生丝表面的丝胶，将脱胶丝拧干后自然干燥；步骤30：取1.35g经脱胶后的丝素，浸润在5mL浓度9.3mol/L溴化锂溶液中，在60℃烘箱中放置3小时溶解得到丝素蛋白溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓，胡宁，桂群格，胡涛，倪中华，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：