【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于新能源器件，特別涉及一種摩擦納米發電機用pvdf@zn3(hhtp)2納米纖維復合薄膜及其制備方法。
技術介紹
1、近年來，隨著計算機、物聯網、微電子器件等技術的不斷革新，可穿戴消費電子產品的市場不斷拓寬。但傳統的供能方式不能滿足可穿戴消費電子產品追求輕量化、小型化、長期供能等目標。在此背景下，摩擦納米發電機(tengs)應運而生，并已經在防腐、醫療、可穿戴器件、智慧傳感等領域得到應用和發展。如今，研究人員致力于提高摩擦納米發電機的輸出功率，以滿足其為微電子器件供能的需求場景，擴大其應用領域。隨著越來越多的性能優異的新型材料問世，摩擦納米發電機的摩擦層種類也日益繁多。
2、其中，金屬有機框架材料zn3(hhtp)2是由金屬離子zn2+與有機配體hhtp(2,3,6,7,10,11-六羥基三苯)通過配位鍵自組裝而成的高度有序、具有多層六邊形層堆疊結構的多孔晶體材料。其中，zn3(hhtp)2具有獨特的六邊形多孔結構和較高的比表面積，為摩擦層提供更多的電荷捕獲位點。此外，由于金屬節點和六羥基三苯的強d-π軌道共軛，使其具備一定的導電性，這對于減少摩擦納米發電機的內阻，外接負載時提升輸出功率非常有利。
技術實現思路
1、本專利技術的主要目的是提供一種摩擦納米發電機用pvdf@zn3(hhtp)2納米纖維復合薄膜的制備方法，該方法對生產設備要求相對較低，工藝流程簡便，實驗條件溫和。
2、本專利技術的另一目的是提供一種摩擦納米發電機用pvdf@zn3(h
3、本專利技術的再一目的是提供一種摩擦納米發電機，其包含所述pvdf@zn3(hhtp)2納米纖維復合薄膜。
4、本專利技術的上述目的通過以下技術方案來實現：
5、本專利技術提供一種摩擦納米發電機用pvdf@zn3(hhtp)2納米纖維復合薄膜的制備方法，包括以下步驟：
6、(1)dmf與丙酮(ace)按照一定比例混合后，加入pvdf粉末，密封后送入烘箱，在60℃下溶解4h，使pvdf粉末充分溶解，混合液透明無氣泡，得到紡絲液；
7、(2)zn3(hhtp)2粉體研磨后，加入到步驟(1)中所述紡絲液，攪拌并超聲處理30min，均勻分散；
8、(3)所述紡絲液轉移到注射器中并排除氣泡，安裝針頭進行靜電紡絲；
9、(4)紡絲結束后，切成小尺寸薄膜，即得。
10、作為優選，步驟(1)中，dmf與丙酮的質量比為3：2。
11、作為優選，步驟(2)中，所述混合液中zn3(hhtp)2粉體與pvdf粉末的質量比為1∶1～100。
12、作為優選，步驟(4)中，所述小尺寸薄膜的尺寸為(1～6)×(1～6)cm2。
13、作為優選，步驟(4)中，所述摩擦納米發電機用pvdf@zn3(hhtp)2納米纖維復合薄膜的厚度為30～350μm。
14、本專利技術還提供一種摩擦納米發電機用pvdf@zn3(hhtp)2納米纖維復合薄膜，采用上述任一項制備方法制得。
15、本專利技術還提供一種高性能摩擦納米發電機，其制備方法包括：將所述摩擦納米發電機用pvdf@zn3(hhtp)2納米纖維復合薄膜一面粘貼鋁箔作為電極，并用銅導電膠引出電流，作為負極；取相同尺寸的pa薄膜一面粘貼鋁箔作為電極，并用銅導電膠引出電流作為正極。
16、作為優選，所述高性能摩擦納米發電機為垂直接觸-分離式摩擦納米發電機，其中正極與負極處于分開狀態，當正、負兩極在一定頻率的外力作用下進行接觸分離運動時，得到與外力相同頻率的交流電信號。
17、本專利技術的復合薄膜引入zn3(hhtp)2作為填料，使復合薄膜不僅擁有mof本身的優異性能，還兼具一定的熱穩定性和化學穩定性。加入的zn3(hhtp)2粉體通過改變pvdf薄膜的表面粗糙度，提升摩擦納米發電機正負電極之間的接觸性能。同時，zn3(hhtp)2粉體的加入有效改善薄膜的介電性能，提升薄膜保留電荷的能力，減少電荷流失。此外，具有半導體性質的zn3(hhtp)2不僅提供較多的電荷捕獲位點，還改善薄膜的導電性，降低器件整體的內阻，提高器件的輸出功率，這些作用通過詳細的電學測試、理論分析得到驗證。
18、與現有技術相比，本專利技術的有益效果是：
19、(1)本專利技術的pvdf@zn3(hhtp)2納米纖維復合薄膜制備方法工藝簡單，有利于實現大批量生產。
20、(2)本專利技術基于pvdf@zn3(hhtp)2納米纖維復合薄膜的高性能摩擦納米發電機，采用水熱合成法制備zn3(hhtp)2粉體，將其與pvdf靜電紡絲液混合后進行靜電紡絲，進而制備出pvdf@zn3(hhtp)2納米纖維復合薄膜。隨后，將pvdf@zn3(hhtp)2納米纖維復合薄膜剪切成特定大小后粘貼鋁箔，與pa薄膜共同組裝成垂直接觸-分離式摩擦納米發電機。當正、負兩極在一定頻率的外力作用下進行接觸-分離運動時，得到與外力相同頻率的交流電信號。
21、(3)本專利技術在機械能回收與轉化方面，能夠將周圍環境中的低頻機械能回收并轉化為電能，可用于直接點亮led燈或為商用電容器充電儲存電能，是一種綠色環保的能源器件，具有很好的實用性，能夠為微型電子器件及可穿戴設備提供新的供能解決方案。
本文檔來自技高網...【技術保護點】
1.一種摩擦納米發電機用PVDF@Zn3(HHTP)2納米纖維復合薄膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述摩擦納米發電機用PVDF@Zn3(HHTP)2納米纖維復合薄膜的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，DMF與丙酮的質量比為3：2。
3.根據權利要求1所述摩擦納米發電機用PVDF@Zn3(HHTP)2納米纖維復合薄膜的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述混合液中Zn3(HHTP)2粉體與PVDF粉末的質量比為1∶1～100。
4.根據權利要求1所述摩擦納米發電機用PVDF@Zn3(HHTP)2納米纖維復合薄膜的制備方法，其特征在于，步驟(4)中，所述小尺寸薄膜的尺寸為(1～6)×(1～6)cm2。
5.根據權利要求1所述摩擦納米發電機用PVDF@Zn3(HHTP)2納米纖維復合薄膜的制備方法，其特征在于，步驟(4)中，所述摩擦納米發電機用PVDF@Zn3(HHTP)2納米纖維復合薄膜的厚度為30～350μm。
6.一種摩擦納米發電機用PVDF@Zn3(HHTP)2納米纖維復合薄膜，其特征
7.一種高性能摩擦納米發電機，其特征在于，其制備方法包括：將所述摩擦納米發電機用PVDF@Zn3(HHTP)2納米纖維復合薄膜一面粘貼鋁箔作為電極，并用銅導電膠引出電流，作為負極；取相同尺寸的PA薄膜一面粘貼鋁箔作為電極，并用銅導電膠引出電流作為正極。
8.根據權利要求7所述的高性能摩擦納米發電機，其特征在于，所述高性能摩擦納米發電機為垂直接觸-分離式摩擦納米發電機。
9.根據權利要求8所述的高性能摩擦納米發電機，其特征在于，正極與負極處于分開狀態，當正、負兩極在一定頻率的外力作用下進行接觸分離運動時，得到與外力相同頻率的交流電信號。
...【技術特征摘要】
1.一種摩擦納米發電機用pvdf@zn3(hhtp)2納米纖維復合薄膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述摩擦納米發電機用pvdf@zn3(hhtp)2納米纖維復合薄膜的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，dmf與丙酮的質量比為3：2。
3.根據權利要求1所述摩擦納米發電機用pvdf@zn3(hhtp)2納米纖維復合薄膜的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述混合液中zn3(hhtp)2粉體與pvdf粉末的質量比為1∶1～100。
4.根據權利要求1所述摩擦納米發電機用pvdf@zn3(hhtp)2納米纖維復合薄膜的制備方法，其特征在于，步驟(4)中，所述小尺寸薄膜的尺寸為(1～6)×(1～6)cm2。
5.根據權利要求1所述摩擦納米發電機用pvdf@zn3(hhtp)2納米纖維復合薄膜的制備方法，其特征在于，步驟(4)中，所述摩擦納米發電機用pvdf@...
【專利技術屬性】
技術研發人員：郭隱犇，李美晨，奚啟清，張涵，汪奚銘，
申請(專利權)人：上海工程技術大學，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。