[发明专利]聚偏氟乙烯复合纳米纤维材料及其在摩擦纳米发电机上的应用

权利要求书

1.一种聚偏氟乙烯复合纳米纤维材料，该材料以打印机墨粉纳米粒子作为填料，通过静电纺丝技术制备而成，包括以下步骤：

1)将丙酮与N,N-二甲基甲酰胺按体积比为2:3混合均匀，得混合溶液备用；

2)加入占混合溶液质量体积比为1~20w/v％的打印机墨粉，室温下搅拌均匀；

3)继续加入占混合溶液质量体积比为9~15w/v％的聚偏氟乙烯粉末，45℃下搅拌均匀；

4)待溶液搅拌均匀，超声处理10~30min，使纳米颗粒分布均匀，形成稳定的溶液，然后进行静电纺丝，得到聚偏氟乙烯复合纳米纤维材料。

2.根据权利要求1所述聚偏氟乙烯复合纳米纤维材料，纺丝过程中，使用铝箔收集纳米纤维，静电纺丝结束后，取下铝箔，得到聚偏氟乙烯复合纳米纤维膜材料。

3.根据权利要求1所述聚偏氟乙烯复合纳米纤维材料，静电纺丝的技术参数：单针头单溶液纺丝，针头与收集转筒之间的距离为8~20cm，溶液流速为0.05ml/h~1ml/h，电压8~15kv，转筒速度为300rpm，相对湿度为20~80％，温度为室温，电纺时间为3~7h。

4.根据权利要求3所述聚偏氟乙烯复合纳米纤维材料，优选地，溶液配制中，加入占混合溶液质量体积比为6w/v％的打印机墨粉最佳，加入占混合溶液质量体积比为10w/v％的聚偏氟乙烯粉末最佳。

5.根据权利要求4所述聚偏氟乙烯复合纳米纤维材料，优选地，静电纺丝中，电纺时间为5h最佳，电压为12h最佳，针头与收集转筒之间的距离为12cm最佳。

6.权利要求1-5任一所述聚偏氟乙烯复合纳米纤维材料在摩擦纳米发电机上的应用。

7.根据权利要求6所述聚偏氟乙烯复合纳米纤维材料在摩擦纳米发电机上的应用，制备的摩擦纳米发电机包括：摩擦电负极材料、摩擦电正极材料、金属电极、支撑结构和外接电路，制备过程如下：

第一，取PET薄膜将其做成拱形结构，作为顶部支撑；

第二，将上述聚偏氟乙烯复合纳米纤维膜材料，作为摩擦电负极材料；用铜胶带将导线粘到其背面作为电极和外接电路；

第三，将上述摩擦电负极材料的背面粘贴在顶部支撑的薄膜内表面，得到摩擦纳米发电机的顶部摩擦层；

第四，取PET薄膜，用铜胶带将导线粘到其背面作为电极和外接电路；

第五，将第四步所得材料粘在的底部支撑材料硬纸板上，作为底部摩擦层；

第六，将顶部摩擦层固定在底部摩擦层上方，使顶部的摩擦电负极材料与底部的PET薄膜的位置相对一致，并保持顶部摩擦层与底部摩擦层之间的距离为2~8mm。

8.根据权利要求7所述聚偏氟乙烯复合纳米纤维材料在摩擦纳米发电机上的应用，优选地，保持顶部摩擦层与底部摩擦层之间的距离为6mm最佳。

9.根据权利要求6所述聚偏氟乙烯复合纳米纤维材料在摩擦纳米发电机上的应用，第一步和第四步中，PET薄膜的厚度取0.08~2mm。

10.根据权利要求6所述聚偏氟乙烯复合纳米纤维材料在摩擦纳米发电机上的应用，第二步中，聚偏氟乙烯复合纳米纤维膜的厚度取0.05~0.5mm。