[发明专利]一种多级核壳结构ZnO/PVDF纳米纤维柔性压电传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种多级核壳结构ZnO/PVDF纳米纤维柔性压电传感器的制备方法，其特征在于，包括以下过程：通过静电纺丝技术制备取向均一的PVDF纳米纤维膜，再通过水热法沿着PVDF纤维表面外延生长ZnO纳米棒，最后通过旋涂工艺于PVDF纤维两侧制备柔性电极，封装，制得多级核壳结构ZnO/PVDF纳米纤维柔性压电传感器。

2.如权利要求1所述的多级核壳结构ZnO/PVDF纳米纤维柔性压电传感器的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

S1、PVDF纳米纤维膜的制备：将PVDF(聚偏氟乙烯)加入溶剂中，于50～70℃水浴1～3小时，得到PVDF前驱体溶液；再将PVDF前驱体溶液通过静电纺丝技术制备PVDF纳米纤维膜；

S2、PVDF纳米纤维膜表面ZnO种子层的制备：通过磁控溅射技术于S1所得的PVDF纳米纤维膜表面制备均匀覆盖的ZnO种子层；

S3、水热法生长ZnO纳米棒：将S2所得的表面覆盖有ZnO种子层的PVDF纳米纤维膜浸入到含有0.1M/L乌洛托品和0.1M/L硝酸锌的水溶液中，于80～95℃下生长5.5～7.5h，然后将PVDF纳米纤维膜取出并干燥；

S4、多级核壳结构ZnO/PVDF纳米纤维柔性压电传感器的制备：通过旋涂Ag纳米线于S3所得的PVDF纳米纤维膜两侧制备柔性电极，然后于80～95℃下干燥4～7min，封装，即可制得多级核壳结构ZnO/PVDF纳米纤维柔性压电传感器。

3.如权利要求2所述的多级核壳结构ZnO/PVDF纳米纤维柔性压电传感器的制备方法，其特征在于，所述S1中PVDF前驱体溶液中PVDF的质量分数为20％～35％。

4.如权利要求2所述的多级核壳结构ZnO/PVDF纳米纤维柔性压电传感器的制备方法，其特征在于，所述S1中溶剂为丙酮、二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃、甲苯和乙酸乙酯中的至少一种。

5.如权利要求2所述的多级核壳结构ZnO/PVDF纳米纤维柔性压电传感器的制备方法，其特征在于，所述S1中静电纺丝的工艺参数为：注射器采用20G针头，加载电压15～19kV，针头与板间距离为8～15cm，推进速度为0.01～0.04ml/min，温度为26～31℃，空气相对湿度为35～50％，纺丝时间为0.5～2h，滚筒转速为1400～1600rad/s，于35～50℃干燥11～13h，再于135～150℃下干燥1.5～3h，即可。

6.如权利要求2所述的多级核壳结构ZnO/PVDF纳米纤维柔性压电传感器的制备方法，其特征在于，所述S2中磁控溅射的工艺参数为：功率为50～70W，Ar与O₂的流速比为35～45:1，溅射时间为1.5～3h。

7.如权利要求2所述的多级核壳结构ZnO/PVDF纳米纤维柔性压电传感器的制备方法，其特征在于，所述S4中旋涂的工艺参数为：旋涂转速为1000～1100rad/s，旋涂时间为5～15s。

8.如权利要求2所述的多级核壳结构ZnO/PVDF纳米纤维柔性压电传感器的制备方法，其特征在于，所述S4中封装采用胶带封装；其中，胶带可选自BOPP胶带、布基胶带、牛皮纸胶带、美纹纸胶带、纤维胶带、PVC胶带或PU胶带。

9.采用权利要求1-8任一项所述的多级核壳结构ZnO/PVDF纳米纤维柔性压电传感器的制备方法制得的多级核壳结构ZnO/PVDF纳米纤维柔性压电传感器。