CN119401851A 一种纸基压电纳米发电机及其制备方法 （陕西科技大学）

本发明公开了一种纸基压电纳米发电机及再通过逐层流延和调控刮刀高度的方法流延制层与层之间建立的三维氢键工程策略使二层复高的力学性能相结合使二层复合膜制得的压电22.根据权利要求1所述的纸基压电纳米发电机的制备方法，其特征在于，步骤1）中，述含R相的BCZT陶瓷颗粒占再生纤维素/PVDF二元混合流延前驱体溶液质量的1%；所述含T相的BCZT陶瓷颗粒占再生纤维素/PVDF二元混合流延前驱体溶液质量述含R相的BCZT陶瓷颗粒在高温下制得，所述高温的烧制温度为1200_1300℃,烧制时间为温速率均为2_5℃/min。述再生纤维素溶液的制备方法包括：将棉短绒加入至DMAC溶液中浸泡48_72h，棉短绒与DMAC溶液的质量比为125_35在160_180℃搅拌25_30min，待温度降到70_80℃时取出棉LiCl混合溶液中，以90_110℃搅拌3_5h，随后在室温下搅拌24_30h，静置不少于48h，以述混合反应的条件为多次超声搅拌后，再继续搅拌反应；所述继续搅拌反应的时间为10_述第一再生纤维素/PVDF_BCZT三元流延前驱体溶液的流延条件为：以12_15cm/min的速度34titanate，PZT）和钛酸钡（BariumTitanate，BT）等压电陶瓷，以及聚偏氟乙烯上年产量最为丰富的天然高分子，每年全球植物纤维素产量约为1800亿吨。人类使用纤维应用在变压系统中。然而纤维素本身的压电性不强，若单独用来制备纳米发电机则不如果制成压电纳米发电机则不能应用在潮湿多水的环境中，应用于收集人体能量方面容易5素/PVDF_BCZT三元流延前驱体溶液的流延条件为：以12_15cm/min的速度在半干燥的湿膜本发明公开的一种纸基压电纳米发电机的制备方法，将含R相的BCZT陶瓷颗粒加燥的湿膜，再将含T相的BCZT陶瓷颗粒加入到再生纤维素/PVDF二元混合流延前驱体溶液6图2为本发明实施例1制备的含R相的BCZT陶瓷颗粒和含T相的BCZT陶瓷颗粒的XRD发电机R在d33模式下的输出电流c1）为对比例2制备的压电纳米发电机T在d31模式下7施例1制备的纸基压电纳米发电机_R/T在d31模式下的输出电流d2）为实施例1制备的纸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1）首先按照化学式0.1BaZr0.2Ti0.8O3_0.9Ba0.7Ca0.3TiO2中的摩尔比分别称量的烧瓶中浸泡48_72h，棉短绒与DMAC溶液的质量比为125_35浸泡结束后转移至油浴_8瓶静置以此沉淀再生纤维素溶液中的杂质；DMAC/LiCl混合溶液中LiCl与DMAC溶液的质量得到2种再生纤维素/PVDF_BCZT三元流延前驱体溶液；第一再生纤维素/PVDF_BCZT三元流延前驱体溶液和第二再生纤维素/PVDF_BCZT三元流延8）将第一再生纤维素/PVDF_BCZT三元流延前驱体溶液调节刮刀高度以12_15cm/15cm/min的速度在半干燥的湿膜的基础上流延23_26μm的第二层膜，即得到二层复合膜中91）首先按照化学式0.1BaZr0.2Ti0.8O3_0.9Ba0.7Ca0.3TiO2中的摩尔比分别称量[0042]4）将2g步骤3）得到的棉短绒纤维素加入到60g的DMAC/LiCl混合溶液中，DMAC/生纤维素/PVDF_BCZT三元流延前驱体溶液和第二再生纤维素/PVDF_BCZT三元流延前驱体[0045]8）将第一再生纤维素/PVDF_BCZT三元流延前驱体溶液调节刮刀高度以15cm/min1）首先按照化学式0.1BaZr0.2Ti0.8O3一0.9Ba0.7Ca0.3TiO2中的摩尔比分别称量[0053]4）将2g步骤3）得到的棉短绒纤维素加入到50g的DMAC/LiCl混合溶液中，DMAC/生纤维素/PVDFBCZT三元流延前驱体溶液和第二再生纤维素/PVDFBCZT三元流延前驱体出里面的导电铜丝后贴合在两片铜电极上，随后以完全对齐的方式贴在圆形薄膜的两侧，[0059]11）将聚二甲基硅氧烷和二苯基氨基甲酸丁酯按照质量比为9:[0060]12）将步骤11）中的混合溶液倒入5cm×5cm×5cm的洗净容器中，倒入混合溶液1）首先按照化学式0.1BaZr0.2Ti0.8O3一0.9Ba0.7Ca0.3TiO2中的摩尔比分别称量[0064]4）将1g步骤3）得到的棉短绒纤维素加入到50g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1：9；以110℃搅拌3.5h，随后在室温下搅拌生纤维素/PVDFBCZT三元流延前驱体溶液和第二再生纤维素/PVDFBCZT三元流延前驱体出里面的导电铜丝后贴合在两片铜电极上，随后以完全对齐的方式贴在圆形薄膜的两侧，[0071]12）将步骤11）中的混合溶液倒入5cm×5cm×5cm的洗净容器中，倒入混合溶液1）首先按照化学式0.1BaZr0.2Ti0.8O3一0.9Ba0.7Ca0.3TiO2中的摩尔比分别称量[0075]4）将3g步骤3）得到的棉短绒纤维素加入到70g的DMAC/LiCl混合溶液中，DMAC/生纤维素/PVDFBCZT三元流延前驱体溶液和第二再生纤维素/PVDFBCZT三元流延前驱体[0082]12）将步骤11）中的混合溶液倒入5cm×5cm×5cm的洗净容器中，倒入混合溶液1）首先按照化学式0.1BaZr0.2Ti0.8O3一0.9Ba0.7Ca0.3TiO2中的摩尔比分别称量[0084]2）将待烧制粉末分别放置在坩埚中进行高温烧制；高温烧制的[0086]4）将2g步骤3）得到的棉短绒纤维素加入到60g的DMAC/LiCl混合溶液中，DMAC/转移到流动的自来水中保持12h。然后将冲洗后的薄膜转移到电热鼓风干燥箱内以80℃干1）首先按照化学式0.1BaZr0.2Ti0.8O3一0.9Ba0.7Ca0.3TiO2中的摩尔比分别称量[0097]4）将2g步骤3）得到的棉短绒纤维素加入到60g的DMAC/LiCl混合溶液中，DMAC/移到流动的自来水中保持12h。然后将冲洗后的薄膜转移到电热鼓风干燥箱内以80℃干燥[0106]图2为本发明实施例1制备的含R相的BCZT陶瓷颗粒和含T相的BCZT陶瓷颗粒的XRD纸基压电纳米发电机一R/T既能在d31模式下产生短路电流，也能在d33模式下产生短路电膜R和一层膜T的曲线，且二层复合膜R/T的杨氏模量的数值也