一种叠网成型集成摩擦材料和电极材料制备纸基摩擦纳米发电机的方法技术

本发明专利技术公开了一种叠网成型集成摩擦材料和电极材料制备纸基摩擦纳米发电机的方法。该方法先通过双醛基纤维素和十八胺的席夫碱反应制备具有疏水和耐酸碱性能的纸张ODCP，然后通过原位聚合反应的方法制备聚吡咯导电纸PCP，再采用叠网成型集成ODCP和PCP后得到全纸基摩擦纳米发电机。本发明专利技术由高碘酸钠氧化将醛基引入到纤维素纤维中，利用醛基与十八胺的席夫碱反应纤维，可以将十八胺引入纤维素纤维表面，有利于增加纸张的疏水和耐酸碱性能；叠网成型集成ODCP和PCP的过程中，ODCP与PCP表面产生氢键作用，有利地促进ODCP和PCP的集成；PCP与PDMS表面存在氢键作用力，使得PCP与PDMS能够紧密结合；本发明专利技术方法极大地提高了全纸基摩擦纳米发电机的输出性能，抗湿性和耐酸碱性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及纤维素高值化利用与摩擦纳米发电机领域，具体涉及一种叠网成型集成摩擦材料和电极材料制备纸基摩擦纳米发电机的方法。

技术介绍

1、摩擦纳米发电机是一种基于摩擦起电和静电感应效应的高效环保的能源转化技术，可以将自然环境中的机械能转化成电能。摩擦纳米发电机的结构主要由摩擦材料、电极材料、基底支撑材料以及外接电路组成，摩擦材料的性质决定了摩擦纳米发电机的输出性能，而电极材料是电子传递的重要场所，这意味着电极材料需要拥有良好的导电性能。摩擦纳米发电机的电极材料多为金属材料或金属氧化物，如 au、ag、al、cu、ito，但是金属或金属氧化物材料在酸性和碱性环境中容易被腐蚀或氧化，影响摩擦纳米发电机的输出性能和稳定性。

2、纸张是由纤维素纤维纵横交错而成的材料，在摩擦过程中会失去电子而带正电荷，使得纸张在摩擦纳米发电机的电正性摩擦材料中具有广泛的应用。然而，纤维素的相对极性几乎为中性，在摩擦电序列中处于稍微正的位置，并且纤维素具有很强的亲水性，会吸收环境中的水分，减弱其摩擦电性能，导致纸基摩擦纳米发电机的摩擦电输出性能和应用受到一定的限制。...

【技术保护点】

1.一种叠网成型集成摩擦材料和电极材料制备纸基摩擦纳米发电机的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2. 根据权利要求1所述的一种叠网成型集成摩擦材料和电极材料制备纸基摩擦纳米发电机的方法，其特征在于，步骤1）中纤维素纤维分散液的浓度为1 wt%，稀硫酸溶液的浓度为0.1 mol·L-1，反应体系的pH=4，反应温度为50℃，反应时间为3 h；

3. 根据权利要求1所述的一种叠网成型集成摩擦材料和电极材料制备纸基摩擦纳米发电机的方法，其特征在于，步骤2）中纤维素纤维分散液的浓度为2 wt%，吡咯的浓度为4%（v/v），预冷设备为冰箱，预冷温度为4℃，氯化铁与盐酸的混合...

【技术特征摘要】

1.一种叠网成型集成摩擦材料和电极材料制备纸基摩擦纳米发电机的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2. 根据权利要求1所述的一种叠网成型集成摩擦材料和电极材料制备纸基摩擦纳米发电机的方法，其特征在于，步骤1）中纤维素纤维分散液的浓度为1 wt%，稀硫酸溶液的浓度为0.1 mol·l-1，反应体系的ph=4，反应温度为50℃，反应时间为3 h；

3. 根据权利要求1所述的一种叠网成型集成摩擦材料和电极材料制备纸基摩擦纳米发电机的方法，其特征在于，步骤2）中纤维素纤维分散液的浓度为2 wt%，吡咯的浓度为4%（v/v），预冷设备为冰箱，预冷温度为4℃，氯化铁与盐酸的混合溶液中氯化铁的浓度为0.5mol·l-1，盐酸浓度为1 mol·l-1，剧烈震荡时间为5 min，静置反应温度为4℃。

4. 根据权利要求1所述的一种叠网成型集成摩擦材料和电极材料制备纸基摩擦纳米发电机的方法，其特征在于，步骤3)中聚吡咯导电纤维素纤维分散液和十八胺改性的双醛基纤维素纤维分散液的浓度均为0.1 wt%，标准纤维解离器的螺旋桨转数为1000~3000转/分钟，纸张的定量为40 g·m-2，压榨干燥温度为80~90℃，干燥时间为15~20 min。

5. 根据权利要求1所述的一种叠网成型集成摩擦材料和电极材料制备纸基摩擦纳米发电机的方法，其特征在于，步骤4）中pdms前驱体与固化剂的质量比为1:10，pdms的定量为10~11 g·m-2，预固化温度为70~80℃，预固化时间为5~10 min，固化温度为70~80℃，固化时间为2~3 h。

6....

【专利技术属性】
技术研发人员：林嫦妹，陈君，
申请(专利权)人：莆田学院，
类型：发明
国别省市：