一种织物基摩擦纳米发电机及其制备方法

技术特征：
1.一种织物基摩擦纳米发电机，包括正极摩擦部分和与正极摩擦部分循环接触、分离的负极摩擦部分，其特征在于，所述的正极摩擦部分包括层叠设置的正极基底、正极电极层和正极摩擦层，所述的负极摩擦部分包括层叠设置的负极基底、负极结构层、负极电极层和负极摩擦层。2.根据权利要求1所述的一种织物基摩擦纳米发电机，其特征在于，所述正极摩擦部分的正极基底的材料为织物、正极电极层的材料为聚苯胺、正极摩擦层的材料为聚合物。3.根据权利要求1所述的一种织物基摩擦纳米发电机，其特征在于，所述负极摩擦部分的负极基底的材料为织物、负极结构层的材料为聚合物、负极电极层的材料为聚苯胺、负极摩擦层的材料为聚合物。4.根据权利要求1、2或3所述的一种织物基摩擦纳米发电机，其特征在于，所述的正极摩擦层和负极摩擦层为相同或不相同的具有微纳结构且溶剂耐受性的聚合物。5.根据权利要求2所述的一种织物基摩擦纳米发电机，其特征在于，所述的正极电极层的材料与正极摩擦层的材料互换后效果相同。6.一种织物基摩擦纳米发电机的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、利用原位聚合在正极基底表面制备正极电极层：在反应容器中放入正极基底，再依次加入去离子水、苯胺、高氯酸及过硫酸铵，并在0-5℃的温度条件下反应24-36小时，反应完成后，用去离子水清洗反应后的正极基底，其中，每16cm
2-25cm2正极基底加入去离子水20-30ml，苯胺20-30μl，高氯酸2-3ml，过硫酸铵40-50mg，获得表面修饰了聚苯胺的正极电极层；步骤2、在表面修饰了聚苯胺的正极电极层的表面制备正极摩擦层：将步骤1制备的表面修饰了聚苯胺的正极电极层浸泡在配置浓度为10-100mg/ml聚合物的氯仿溶液中10-30min后，取出干燥1-2小时，获得表面具有微纳结构聚合物的正极电极层，再将表面具有微纳结构聚合物的正极电极层用等离子体技术处理1-3min，获得表面具有微纳结构聚合物且溶剂耐受的正极摩擦层；步骤3、在负极基底表面制备负极结构层：将负极基底浸泡在配置浓度为10-100mg/ml聚合物的氯仿溶液中10-30min后，取出干燥1-2小时，获得表面具有微纳结构聚合物的负极结构层；步骤4、利用原位聚合在表面具有微纳结构聚合物的负极结构层的表面制备负极电极层：在反应容器中放入步骤3制备的表面具有微纳结构聚合物的负极结构层，再依次加入去离子水、苯胺、高氯酸及过硫酸铵，并在0-5℃的温度条件下反应24-36小时，反应结束后，用去离子水清洗反应后的表面具有微纳结构聚合物的负极结构层，其中，每16cm
2-25cm2反应后的表面具有微纳结构聚合物的负极结构层中加入去离子水20-30ml、苯胺20-30μl、高氯酸2-3ml、过硫酸铵40-50mg，获得表面具有微纳结构聚合物且修饰了聚苯胺的负极电极层；步骤5、在表面具有微纳结构聚合物且修饰了聚苯胺的负极电极层的表面制备负极摩擦层：向步骤4制备的表面具有微纳结构聚合物且修饰了聚苯胺的负极电极层表面，喷涂0.012-0.032ml/cm2配置浓度为10-30mg/ml聚合物的二甲基甲酰胺溶液，再用等离子体技术处理1-3min，获得表面具有微纳结构聚合物且溶剂耐受的负极摩擦层；步骤6、将层叠设置的正极基底、步骤1制备的正极电极层和步骤2制备的正极摩擦层作为正极摩擦部分，再将层叠设置的负极基底、步骤3制备的负极结构层、步骤4制备的负极电
极层和5制备的负极摩擦层作为负极摩擦部分，让正极摩擦部分和负极摩擦部分往复运动，实现正极摩擦层与负极摩擦层的接触和分离，接触的时候摩擦发电，从而实现摩擦纳米发电机的制备。7.根据权利要求6所述的一种织物基摩擦纳米发电机的制备方法，其特征在于，所述的正极基底或负极基底均包括单层织布结构的织物，织物优选为尼龙织布，孔径为250-800目。8.根据权利要求6所述的一种织物基摩擦纳米发电机的制备方法，其特征在于，所述的聚合物包括：聚苯乙烯、聚苯乙烯-聚(乙烯-丁烯)-聚苯乙烯嵌段共聚物(sebs)、聚偏氟乙烯或聚(偏二氟乙烯-co-六氟丙烯)(pvdfhfp)。9.根据权利要求6所述的一种织物基摩擦纳米发电机的制备方法，其特征在于，所述步骤1中修饰聚苯胺和步骤2中制备微纳结构聚合物的步骤能够互调，达到的效果相同。10.根据权利要求5所述的一种织物基摩擦纳米发电机的制备方法，其特征在于，所述的聚苯胺电极的电阻为0.1-10kω。

技术总结
一种织物基摩擦纳米发电机及其制备方法，织物基摩擦纳米发电机包括正极摩擦部分和与正极摩擦部分循环接触、分离的负极摩擦部分；正极摩擦部分包括层叠设置的正极基底、正极电极层和正极摩擦层，负极摩擦部分包括层叠设置的负极基底、负极结构层、负极电极层和负极摩擦层；制备方法为：制备正极部分，制备负极部分，让正极摩擦部分和负极摩擦部分往复运动，实现正极摩擦层与负极摩擦层的接触和分离，接触的时候摩擦发电；具有制备工艺简单、成本低、透气性好，可穿戴性强及电输出性能高的特点。可穿戴性强及电输出性能高的特点。可穿戴性强及电输出性能高的特点。


技术研发人员：屈丹 魏兵 郑有斌
受保护的技术使用者：西安电子科技大学
技术研发日：2023.06.03
技术公布日：2023/8/30