[发明专利]一种非接触式可穿戴电磁-摩擦混合纳米发电装置及制备方法

摘要

本发明涉及一种接触式可穿戴电磁‑摩擦电混合纳米发电装置及制备方法，包括如下步骤：将环氧树脂基与线圈构成的基座与金属铝固连作一号电极，将摩擦电复合层材料与聚对苯二甲酸乙二醇酯基板构成二号电极，由靠近并且平行于环氧树脂基内置线圈轴线的永磁跌提供驱动力，由导线连接两电极，丙烯酸封装整体装置构成纳米发电器件。所述摩擦电复合层为Fe₃O₄@PVDF纳米线与铝金属的复合层状材料。充分利用Fe₃O₄的铁磁性来驱动纳米发电机接触分离产生电荷。本发明结合电磁式和摩擦式纳米发电机的优势，克服了传统纳米发电机输出电流性能差的短板，进一步提高纳米发电机的输出性能，为高输出纳米发电机的制造提供了一种新方法。

主权项

1.一种非接触式可穿戴电磁‑摩擦混合纳米发电装置的制备方法，所述的非接触式可穿戴电磁‑摩擦混合纳米发电装置包括：由环氧树脂基与线圈构成的基座(1)与下铝箔(2d)固连作一号电极，由嵌入四氧化三铁纳米颗粒的聚偏氟乙烯复合纤维(3)和上铝箔(2u)形成的复合层与聚对苯二甲酸乙二醇酯基板(5)构成二号电极，由导线(6)连接两电极构成外部电路，外部电路使用丙烯酸外壳(7)封装，由靠近并且平行于环氧树脂基内置线圈轴线的永磁铁(4)提供驱动力；其特征在于步骤如下：步骤1：制备四氧化三铁纳米颗粒步骤1a、通过溶剂热方法制备四氧化三铁纳米颗粒；步骤1b、将混合的四氧化三铁粉和3‑氨丙基三乙氧基硅烷分散在乙醇中；步骤1c、用超声波处理30分钟，获得混合物溶液；步骤1d、将混合液回流12小时；步骤1e、反复进行磁分离/漂洗来采集产品；步骤1f、在60℃真空干燥24小时后收集到改良的四氧化三铁纳米颗粒；步骤2：制备摩擦电复合层步骤2a、将重量百分比为10％的聚偏氟乙烯粉末溶解在丙酮和N,N‑二甲基甲酰胺的混合溶液中；其中丙酮和N,N‑二甲基甲酰胺的比例为1：4；步骤2b、将四氧化三铁纳米颗粒插入聚偏氟乙烯溶液中；步骤3：制备二号电极步骤3a、在20千伏的电场下，进行静电纺丝，调整喷雾速率为1毫升/小时，保持在相对湿度小于30％，在封闭箱中进行；注射器针尖与收集器之间的距离约为15厘米；复合纤维在铝箔上直接收集；步骤3b、合成复合纤维膜需要在80℃条件下干燥1小时；步骤3c、将带有复合纤维层的铝箔安装在聚对苯二甲酸乙二醇酯拱形基板上；步骤4：制备一号电极步骤4a、将一个约5000圈的线圈嵌入在一个尺寸为5mm×3mm的环氧树脂基板中；步骤4b、在环氧树脂基板上固定铝箔；步骤5：将两个电极的铝箔通过导线连接起来构成外部电路；步骤6：通过丙烯酸外壳将整体装置进行封装。