【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于新能源器件，特别涉及一种摩擦纳米发电机用pvdf@zn3(hhtp)2纳米纤维复合薄膜及其制备方法。
技术介绍
1、近年来，随着计算机、物联网、微电子器件等技术的不断革新，可穿戴消费电子产品的市场不断拓宽。但传统的供能方式不能满足可穿戴消费电子产品追求轻量化、小型化、长期供能等目标。在此背景下，摩擦纳米发电机(tengs)应运而生，并已经在防腐、医疗、可穿戴器件、智慧传感等领域得到应用和发展。如今，研究人员致力于提高摩擦纳米发电机的输出功率，以满足其为微电子器件供能的需求场景，扩大其应用领域。随着越来越多的性能优异的新型材料问世，摩擦纳米发电机的摩擦层种类也日益繁多。
2、其中，金属有机框架材料zn3(hhtp)2是由金属离子zn2+与有机配体hhtp(2,3,6,7,10,11-六羟基三苯)通过配位键自组装而成的高度有序、具有多层六边形层堆叠结构的多孔晶体材料。其中，zn3(hhtp)2具有独特的六边形多孔结构和较高的比表面积，为摩擦层提供更多的电荷捕获位点。此外，由于金属节点和六羟基三苯的强d-π轨道共轭，使其具备一定的导电性，这对于减少摩擦纳米发电机的内阻，外接负载时提升输出功率非常有利。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的是提供一种摩擦纳米发电机用pvdf@zn3(hhtp)2纳米纤维复合薄膜的制备方法，该方法对生产设备要求相对较低，工艺流程简便，实验条件温和。
2、本专利技术的另一目的是提供一种摩擦纳米发电机用pvdf@zn3(h
3、本专利技术的再一目的是提供一种摩擦纳米发电机，其包含所述pvdf@zn3(hhtp)2纳米纤维复合薄膜。
4、本专利技术的上述目的通过以下技术方案来实现：
5、本专利技术提供一种摩擦纳米发电机用pvdf@zn3(hhtp)2纳米纤维复合薄膜的制备方法，包括以下步骤：
6、(1)dmf与丙酮(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，混合液透明无气泡，得到纺丝液；
7、(2)zn3(hhtp)2粉体研磨后，加入到步骤(1)中所述纺丝液，搅拌并超声处理30min，均匀分散；
8、(3)所述纺丝液转移到注射器中并排除气泡，安装针头进行静电纺丝；
9、(4)纺丝结束后，切成小尺寸薄膜，即得。
10、作为优选，步骤(1)中，dmf与丙酮的质量比为3：2。
11、作为优选，步骤(2)中，所述混合液中zn3(hhtp)2粉体与pvdf粉末的质量比为1∶1～100。
12、作为优选，步骤(4)中，所述小尺寸薄膜的尺寸为(1～6)×(1～6)cm2。
13、作为优选，步骤(4)中，所述摩擦纳米发电机用pvdf@zn3(hhtp)2纳米纤维复合薄膜的厚度为30～350μm。
14、本专利技术还提供一种摩擦纳米发电机用pvdf@zn3(hhtp)2纳米纤维复合薄膜，采用上述任一项制备方法制得。
15、本专利技术还提供一种高性能摩擦纳米发电机，其制备方法包括：将所述摩擦纳米发电机用pvdf@zn3(hhtp)2纳米纤维复合薄膜一面粘贴铝箔作为电极，并用铜导电胶引出电流，作为负极；取相同尺寸的pa薄膜一面粘贴铝箔作为电极，并用铜导电胶引出电流作为正极。
16、作为优选，所述高性能摩擦纳米发电机为垂直接触-分离式摩擦纳米发电机，其中正极与负极处于分开状态，当正、负两极在一定频率的外力作用下进行接触分离运动时，得到与外力相同频率的交流电信号。
17、本专利技术的复合薄膜引入zn3(hhtp)2作为填料，使复合薄膜不仅拥有mof本身的优异性能，还兼具一定的热稳定性和化学稳定性。加入的zn3(hhtp)2粉体通过改变pvdf薄膜的表面粗糙度，提升摩擦纳米发电机正负电极之间的接触性能。同时，zn3(hhtp)2粉体的加入有效改善薄膜的介电性能，提升薄膜保留电荷的能力，减少电荷流失。此外，具有半导体性质的zn3(hhtp)2不仅提供较多的电荷捕获位点，还改善薄膜的导电性，降低器件整体的内阻，提高器件的输出功率，这些作用通过详细的电学测试、理论分析得到验证。
18、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
19、(1)本专利技术的pvdf@zn3(hhtp)2纳米纤维复合薄膜制备方法工艺简单，有利于实现大批量生产。
20、(2)本专利技术基于pvdf@zn3(hhtp)2纳米纤维复合薄膜的高性能摩擦纳米发电机，采用水热合成法制备zn3(hhtp)2粉体，将其与pvdf静电纺丝液混合后进行静电纺丝，进而制备出pvdf@zn3(hhtp)2纳米纤维复合薄膜。随后，将pvdf@zn3(hhtp)2纳米纤维复合薄膜剪切成特定大小后粘贴铝箔，与pa薄膜共同组装成垂直接触-分离式摩擦纳米发电机。当正、负两极在一定频率的外力作用下进行接触-分离运动时，得到与外力相同频率的交流电信号。
21、(3)本专利技术在机械能回收与转化方面，能够将周围环境中的低频机械能回收并转化为电能，可用于直接点亮led灯或为商用电容器充电储存电能，是一种绿色环保的能源器件，具有很好的实用性，能够为微型电子器件及可穿戴设备提供新的供能解决方案。
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1.一种摩擦纳米发电机用PVDF@Zn3(HHTP)2纳米纤维复合薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述摩擦纳米发电机用PVDF@Zn3(HHTP)2纳米纤维复合薄膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，DMF与丙酮的质量比为3：2。
3.根据权利要求1所述摩擦纳米发电机用PVDF@Zn3(HHTP)2纳米纤维复合薄膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述混合液中Zn3(HHTP)2粉体与PVDF粉末的质量比为1∶1～100。
4.根据权利要求1所述摩擦纳米发电机用PVDF@Zn3(HHTP)2纳米纤维复合薄膜的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述小尺寸薄膜的尺寸为(1～6)×(1～6)cm2。
5.根据权利要求1所述摩擦纳米发电机用PVDF@Zn3(HHTP)2纳米纤维复合薄膜的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述摩擦纳米发电机用PVDF@Zn3(HHTP)2纳米纤维复合薄膜的厚度为30～350μm。
6.一种摩擦纳米发电机用PVDF@Zn3(HHTP)2纳米纤维复合薄膜，其特征
7.一种高性能摩擦纳米发电机，其特征在于，其制备方法包括：将所述摩擦纳米发电机用PVDF@Zn3(HHTP)2纳米纤维复合薄膜一面粘贴铝箔作为电极，并用铜导电胶引出电流，作为负极；取相同尺寸的PA薄膜一面粘贴铝箔作为电极，并用铜导电胶引出电流作为正极。
8.根据权利要求7所述的高性能摩擦纳米发电机，其特征在于，所述高性能摩擦纳米发电机为垂直接触-分离式摩擦纳米发电机。
9.根据权利要求8所述的高性能摩擦纳米发电机，其特征在于，正极与负极处于分开状态，当正、负两极在一定频率的外力作用下进行接触分离运动时，得到与外力相同频率的交流电信号。
...【技术特征摘要】
1.一种摩擦纳米发电机用pvdf@zn3(hhtp)2纳米纤维复合薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述摩擦纳米发电机用pvdf@zn3(hhtp)2纳米纤维复合薄膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，dmf与丙酮的质量比为3：2。
3.根据权利要求1所述摩擦纳米发电机用pvdf@zn3(hhtp)2纳米纤维复合薄膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述混合液中zn3(hhtp)2粉体与pvdf粉末的质量比为1∶1～100。
4.根据权利要求1所述摩擦纳米发电机用pvdf@zn3(hhtp)2纳米纤维复合薄膜的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述小尺寸薄膜的尺寸为(1～6)×(1～6)cm2。
5.根据权利要求1所述摩擦纳米发电机用pvdf@zn3(hhtp)2纳米纤维复合薄膜的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述摩擦纳米发电机用pvdf@...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭隐犇，李美晨，奚启清，张涵，汪奚铭，
申请(专利权)人：上海工程技术大学，
类型：发明
国别省市：
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