CN119401850A 一种兼具peng与teng的耦合型生物质基纳米发电机及制备方法 （陕西科技大学）

一种兼具PENG与TENG的耦合型生物质基纳本发明公开了一种兼具PENG与TENG的耦合分子链形成链间氢键，使得再生纤维素/PVDF_HFP中具有巨大电负性的_F化学键能够提供良好的摩擦电效应，同时加入的KNN纳米颗粒填料能在再生纤维素中加入KNN纳米颗粒填料，进一步合型生物质基纳米发电机拥有充分的环境友好22.根据权利要求1所述的兼具PENG与TENG的耦合型生物质基纳米发电机的制备方法，所述再生纤维素/PVDF_HFP二元混合流延前驱体溶液与KNN陶瓷纳米颗粒填料的质量3.根据权利要求1所述的兼具PENG与TENG的耦合型生物质基纳米发电机的制备方法，所述二次干燥的条件为15~80℃干燥8~12h；所述再生纤维素/PVDF_HFP/KNN复4.根据权利要求1所述的兼具PENG与TENG的耦合型生物质基纳米发电机的制备方法，5.根据权利要求4所述的兼具PENG与TENG的耦合型生物质基纳米发电机的制备方法，6.根据权利要求1所述的兼具PENG与TENG的耦合型生物质基纳米发电机的制备方法，7.根据权利要求6所述的兼具PENG与TENG的耦合型生物质基纳米发电机的制备方法，38.根据权利要求1所述的兼具PENG与TENG的耦合型生物质基纳米发电机的制备方法，9.根据权利要求8所述的兼具PENG与TENG的耦合型生物质基纳米发电机的制备方法，任意一项所述的兼具PENG与TENG的耦合型生物质基纳米发电4致这种基于纤维素制备的薄膜只能用于收集压电效应所产生5合型生物质基纳米发电机及制备方法，以解决现有的纯纤维素薄膜只能提供单一的电输再生纤维素/PVDF_HFP二元混合流延前驱体溶液与KNN陶瓷纳米颗粒填料的质量二次干燥的条件为15~80℃干燥8~12h；一次加热搅拌反应的温度为140~200℃,时间为10~50min；6[0015]第二方面，本发明还公开了一种兼具PENG与TENG的耦合用固相法制备的铌酸钾钠K0.6Na0.4）NbO3，KNN）陶瓷纳米颗粒填料来制备再生纤维具有一定的压电性能，能够与再生纤维素溶液以及KNN陶瓷纳米颗粒填料协同作用以增强压电输出，同时由于再生纤维素分子中广泛分布的_OH基团及其独特的多孔网络结构，纳米颗粒填料的加入可以为再生纤维素/PVDF_HFP/KNN复合薄膜提供优异的压电性能，同作用，电子在激振器与再生纤维素/PVDF_HFP/KNN复合薄膜这两种不同电负性材料之间循环接触和分离形成了单电极模式的摩擦电纳米发电机，同时由于负载在再生纤维素中的PVDF_HFP可以有效的形成表面纳米粗糙结构。这种粗糙的纳米结构可以扩大有效摩擦面此制备的兼具PENG与TENG的耦合型生物质基纳米发电机在3Hz、4Hz和5Hz等多种使用频率[0017]本发明公开的由上述兼具PENG与TENG的耦合型生物质基纳米发电机的制备方法具PENG与TENG的耦合型生物质基纳米发电机的总电输出能力得7图2为本发明实施例1制备的兼具PENG与TENG的耦合型生物质基纳米发电机在不同频率和不同力下测得的总电流输出及PENG与TENG电流输出波形分解图；其中同频率下测得的总电流输出波形图a2）为不同频率下测得的总电流输出波形放大图；分波形分解图b1）为不同力下测得的总电流输出波输出波形放大图b3）为不同力下总电流输出流输出TENG部分波形分解图；图3为本发明实施例1制备的兼具PENG与TENG的耦合型生物质基纳米发电机的电员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范[0021]本发明通过调控PVDF_HFP取代再生纤维素分子链内的部分氢键从而使得再生纤加入了KNN陶瓷纳米颗粒填料在再生纤维素薄膜当中所以进一步增强了电输出性能，以及1）首先按照Nb2O5、Na2CO3和K2CO3的摩尔比为5:2:3，将固态的13.5819gNb2O5、2.1598gNa2CO3以及4.2583gK2CO3加入球磨罐中，同时向球磨罐中加入40.0g球石以及8[0025]4）将步骤3）得到的棉短绒纤维素2~4g加入到50~60g的DMAC/LiCl混合溶液中，DMAC/LiCl混合溶液中LiCl与DMAC溶液的质量比为19~12以80~120℃搅拌6）将2~5gPVDF_HFP粉末加入至DMAC/LiCl混合溶液中，DMAC/LiCl混合溶液中LiCl与DMAC溶液的质量比为17~15并以30~50℃搅拌1~2h，获得后即可得到再生纤维素/PVDF_HFP二元混合流延前驱体溶液；再加入占总质量的1wt.%的转移至磁力搅拌器上继续搅拌10~12h，随后在室温下超声1h后，在50~70℃加热搅拌25~9得到15~20μm厚的再生纤维素/PV将4g棉短绒使用搅拌机打碎放入烧瓶中，同时在烧瓶中加入220gDMAC溶液并使将5gPVDF_HFP粉末加入至1gLiCl和15gDMAC溶液组成的DMAC/LiCl混合溶液输出能力的纳米粗糙结构。化学改性完成之后即可得到再生纤维素/PVDF_HFP二元混合流将得到的再生纤维素/PVDF_HFP/KNN三元流延前驱体溶液注入至可调节式刮刀的移到电热鼓风干燥箱内以30℃干燥12h；进行干燥之后，得到15μm厚的再生纤维素/PVDF_在干燥后得到的再生纤维素/PVDF_HFP/KNN复合薄膜上裁下一块半径为1.6cm的与实施例1中再生纤维素/PVDF_HF与实施例1中再生纤维素/PVDF_HF将得到的再生纤维素/KNN流延前驱体溶液注入至可调节式刮刀的导料板上，调保持烘箱温度为30℃。复合薄膜的SEM图；可以看出，再生纤维素/PVDF_HFP/KNN复合薄膜相比较于再生纤维素/[0042]图2为本发明实施例1制备的兼具PENG与TENG的耦合型生物质基纳米发电机在不同频率和不同力下测得的总电流输出及PENG与TENG电流输出波形分解图；其中同频率下测得的总电流输出波形图a2）为不同频率下测得的总电流输出波形放大图；分波形分解图b1）为不同力下测得的总电流输出波输出波形放大图b3）为不同力下总电流输出流输出TENG部分波形分解图；可以看出，所制备的兼具PENG与TENG的耦合型生物质基纳米[0043]图3为本发明实施例1制备的兼具PENG与TENG的耦合型生物质基纳米发电机的电备的兼具PENG与TENG的耦合型生物质基纳米发电机可以在长期应用条件下保持一定的电PENG与TENG的耦合型生物质基纳米发电机能够良好的应用于日常将4g棉短绒使用搅拌机打碎放入烧瓶中，同时在烧瓶中加入220gDMAC溶液并使将5gPVDF_HFP粉末加入至1gLiCl和15gDMAC溶液组成的DMAC/LiCl混合溶液输出能力的纳米粗糙结构。化学改性完成之后即可得到再生纤维素/PVDF_HFP二元混合流将得到的再生纤维素/PVDF_HFP/KNN三元流延前驱体溶液注入至可调节式刮刀的移到电热鼓风干燥箱内以30℃干燥12h；进行干燥之后，得到15μm厚的再生纤维素/PVDF_在干燥后得到的再生纤维素/PVDF_HFP/KNN复合薄膜上裁下一块半径为1.6cm的将3g棉短绒使用搅拌机打碎放入烧瓶中，同时在烧瓶中加入220gDMAC溶液并使将3gPVDF_HFP粉末加入至1gLiCl和10gDMAC溶液组成的DMAC/LiCl混合溶液输出能力的纳米粗糙结构。化学改性完成之后即可得到再生纤维素/PVDF_HFP二元混合流将得到的再生纤维素/PVDF_HFP/KNN三元流延前驱体溶液注入至可调节式刮刀的移到电热鼓风干燥箱内以80℃干燥8h；进行干燥之后，得到17μm厚的再生纤维素/PVDF_在干燥后得到的再生纤维素/PVDF_HFP/KNN复合薄膜上裁下一块半径为1.6cm的将3g棉短绒使用搅拌机打碎放入烧瓶中，同时在烧瓶中加入220gDMAC溶液并使将3gPVDF_HFP粉末加入至1gLiCl和10gDMAC溶液组成的DMAC/LiCl混合溶液输出能力的纳米粗糙结构。化学改性完成之后即可得到再生纤维素/PVDF_HFP二元混合流将得到的再生纤维素/PVDF_HFP/KNN三元流延前驱体溶液注入至可调节式刮刀的移到电热鼓风干燥箱内以80℃干燥8h；进行干燥之后，得到17μm厚的再生纤维素/PVDF_在干燥后得到的再生纤维素/PVDF_HFP/KNN复合薄膜上裁下一块半径为1.6cm的将2g棉短绒使用搅拌机打碎放入烧瓶中，同时在烧瓶中加入200gDMAC溶液并使将2gPVDF_HFP粉末加入至1gLiCl和7gDMAC溶液组成的DMAC/LiCl混合溶液中，输出能力的纳米粗糙结构。化学改性完成之后即可得到再生纤维素/PVDF_HFP二元混合流将得到的再生纤维素/PVDF_HFP/KNN三元流延前驱体溶液注入至可调节式刮刀的移到电热鼓风干燥箱内以15℃干燥10h；进行干燥之后，得到20μm厚的再生纤维素/PVDF_在干燥后得到的再生纤维素/PVDF_HFP/KNN复合薄膜上裁下一块半径为1.6cm的短绒在DMAC溶液中浸泡72h，浸泡结束之后将烧瓶移至油浴_磁力搅拌器上，在140℃搅拌将2gPVDF_HFP粉末加入至1gLiCl和7gDMAC溶液组成的DMAC/LiCl混合溶液中，在70℃下加热搅拌1.5h，PVDF_HFP在超声搅拌过程当中对纤维素的链内氢键进行化学改擦电输出能力的纳米粗糙结构。化学改性完成之后即可得到再生纤维素/PVDF_HFP二元混将得到的再生纤维素/PVDF_HFP/KNN三元流延前驱体溶液注入至可调节式刮刀的[0082]将得到的湿膜放置在30℃的烘箱中干燥24h，将烘箱中的薄膜连同玻璃板移到40在干燥后得到的再生纤维素/PVDF_HFP/KNN复合薄膜上裁下一块半径为1.6cm的[0084]表1实施例1_6制得的兼具PENG与TENG的耦合型生物质基纳米发电机及对比例