一种氮掺杂碳/聚偏氟乙烯介电复合材料及其制备方法

技术特征：
1.一种氮掺杂碳/聚偏氟乙烯介电复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将含有碳源和氮源的前驱体置于惰性气氛中碳化，形成氮掺杂碳；所述氮掺杂碳为含有氮元素的硬碳导电填料，呈无规则形貌的颗粒状，颗粒粒径为10-1000nm；2)将氮掺杂碳均匀分散于有机溶剂中，形成混合溶液a；将聚偏氟乙烯溶解于有机溶剂中，形成混合溶液b；将混合溶液a和混合溶液b混合均匀，制得预成膜混合溶液；3)将预成膜混合溶液旋涂在平板上，干燥成膜，得到氮掺杂碳/聚偏氟乙烯介电复合材料。2.根据权利要求1所述的氮掺杂碳/聚偏氟乙烯介电复合材料的制备方法，其特征在于，所述含有碳源和氮源的前驱体为聚苯胺、聚吡咯、酚醛树脂、聚苯乙烯、聚酰亚胺、生物质、尿素、三聚氰胺中的一种或几种。3.根据权利要求2所述的氮掺杂碳/聚偏氟乙烯介电复合材料的制备方法，其特征在于，所述生物质为木质素、海藻酸、海藻酸钠、纤维素、蛋白质、甲壳素、壳聚糖、麦秆、种壳、粪便等中的一种或几种。4.根据权利要求1所述的氮掺杂碳/聚偏氟乙烯介电复合材料的制备方法，其特征在于，所述碳化温度为500-900℃，碳化时间为0.5-5h。5.根据权利要求1所述的氮掺杂碳/聚偏氟乙烯介电复合材料的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、二甲亚砜、n-甲基吡咯烷酮中的一种。6.根据权利要求1所述的氮掺杂碳/聚偏氟乙烯介电复合材料的制备方法，其特征在于，所述预成膜混合溶液中，氮掺杂碳的含量为1-20mg/ml，聚偏氟乙烯的含量为50-150mg/ml，氮掺杂碳的质量为聚偏氟乙烯质量的0.5-20％。7.根据权利要求1所述的氮掺杂碳/聚偏氟乙烯介电复合材料的制备方法，其特征在于，所述预成膜混合溶液中，氮掺杂碳的含量为2-7mg/ml，聚偏氟乙烯的含量为80-120mg/ml，氮掺杂碳的质量为聚偏氟乙烯质量的1-8％。8.根据权利要求1所述的氮掺杂碳/聚偏氟乙烯介电复合材料的制备方法，其特征在于，步骤3)中，旋涂厚度为0.01-2mm，成膜厚度为0.005-1mm。9.根据权利要求1所述的氮掺杂碳/聚偏氟乙烯介电复合材料的制备方法，其特征在于，步骤3)中，干燥温度为20-100℃，干燥时间6-72h。10.一种由权利要求1-9中任一项所述方法制备得到的氮掺杂碳/聚偏氟乙烯介电复合材料。

技术总结
本发明属于聚合物基介电复合材料技术领域，公开了一种氮掺杂碳/聚偏氟乙烯介电复合材料及其制备方法。首先将含有碳源和氮源的前驱体在惰性气氛中碳化，形成氮掺杂碳；再将氮掺杂碳和聚偏氟乙烯在有机溶剂中混合均匀，制得预成膜混合溶液；最后将预成膜混合溶液旋涂在平板上，干燥成膜，得到氮掺杂碳/聚偏氟乙烯介电复合材料。本发明制备方法步骤简单，原料易得，制备的介电复合材料具有良好的相容性和介电性能，介电常数能够达到27，为纯聚偏氟乙烯薄膜的3倍以上，具有极大的应用潜力。具有极大的应用潜力。


技术研发人员：黄华波 王育聪 刘玉兰 李亮 马茹萍
受保护的技术使用者：武汉工程大学
技术研发日：2022.07.18
技术公布日：2022/10/11