[发明专利]一种细菌纤维素柔性复合压电薄膜及其制备方法

权利要求书

1.一种细菌纤维素柔性复合压电薄膜的制备方法，其特征在于，所述方法以细菌纤维素为复合压电薄膜的基体材料，通过溶液反应方法，在所述细菌纤维素的内部原位合成钒掺杂氧化锌微米花，从而获得柔性和压电性能兼备的复合压电薄膜；

所述钒掺杂氧化锌微米花是由钒掺杂氧化锌纳米片构成，为球状形貌，所述钒掺杂氧化锌纳米片厚度为10nm-100nm，所述钒掺杂氧化锌微米花的尺寸为1μm-10μm。

2.根据权利要求1所述一种细菌纤维素柔性复合压电薄膜的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)将细菌纤维素湿膜在含有醋酸锌和五氧化二钒的水溶液中浸泡，使醋酸锌和五氧化二钒充分吸收到细菌纤维素中；

(2)将经过步骤(1)浸泡过的细菌纤维素浸入含醋酸锌、五氧化二钒和二甘醇的混合溶液中，在反应釜中加热以使醋酸锌发生水解反应，在五氧化二钒的作用下，在细菌纤维素网络中原位形成钒掺杂氧化锌微米花；

(3)将步骤(2)反应后的细菌纤维素充分浸泡洗涤，压实烘干，然后得到细菌纤维素柔性复合压电薄膜，所述细菌纤维素柔性复合压电薄膜中含有钒掺杂氧化锌微米花。

3.根据权利要求2所述的一种细菌纤维素柔性复合压电薄膜的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，在所述含有醋酸锌和五氧化二钒的水溶液中，醋酸锌的浓度范围为20mM-100mM；五氧化二钒的浓度范围3mM-50mM。

4.根据权利要求2所述的一种细菌纤维素柔性复合压电薄膜的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，将细菌纤维素湿膜在含有醋酸锌和五氧化二钒的水溶液中浸泡，浸泡时间为12-48小时。

5.根据权利要求2所述的一种细菌纤维素柔性复合压电薄膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述含醋酸锌、五氧化二钒和二甘醇的混合溶液的配置具体为：首先配置含有醋酸锌和五氧化二钒的水溶液，然后将含有醋酸锌和五氧化二钒的水溶液和二甘醇以体积比1:4-1:1混合；

其中，在含醋酸锌、五氧化二钒和二甘醇的混合溶液中，控制醋酸锌浓度范围为2mM-20mM，五氧化二钒的浓度范围为0.1mM-10mM。

6.根据权利要求2所述的一种细菌纤维素柔性复合压电薄膜的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，在反应釜中加热，以使醋酸锌发生水解反应，具体加热反应条件为：反应的温度为150℃-200℃，反应时间为10分钟-60分钟，通过控制延长反应时间能够增大钒掺杂氧化锌微米花的尺寸。

7.根据权利要求2所述的一种细菌纤维素柔性复合压电薄膜的制备方法，其特征在于，在步骤(3)中，将细菌纤维素充分浸泡洗涤具体是指将步骤(2)反应后的细菌纤维素放入去离子水中，并不断更换去离子水，以充分交换内部残余未反应的醋酸锌和五氧化二钒，并去除二甘醇；

所述压实烘干是指将洗涤过的细菌纤维素夹在两块板材中间，在60℃下放置直到薄膜完全干燥。

8.一种细菌纤维素柔性复合压电薄膜，其特征在于，所述细菌纤维素柔性复合压电薄膜以细菌纤维素为基体材料，所述细菌纤维素中原位生长有压电材料，在细菌纤维素中原位生长的压电材料为钒掺杂氧化锌微米花；

所述钒掺杂氧化锌微米花是由钒掺杂氧化锌纳米片构成，为球状形貌，所述氧化锌纳米片厚度为10nm-100nm，所述钒掺杂氧化锌微米花的尺寸为1μm-10μm。