[发明专利]基于褶皱结构MXene薄膜的摩擦纳米发电机及其制备方法

权利要求书

1.一种摩擦纳米发电机，其特征是：包括弹性基底；所述弹性基底表面覆盖有褶皱结构的MXene薄膜；所述MXene薄膜上引出电极；所述MXene薄膜由单层的MXene组成，所述MXene的分子式为Ti₃C₂T_X，其中，T为-OH、=O或者-F，x代表官能团的数量；所述褶皱结构的MXene薄膜的面拉伸程度为920%~1141%，线拉伸程度为500%以上。

2.根据权利要求1所述的一种摩擦纳米发电机，其特征在于，所述MXene薄膜的厚度为568μm~580μm。

3.根据权利要求2所述的一种摩擦纳米发电机，其特征在于，所述弹性基底的面拉伸率为100%~1500%；所述电极为铜导线。

4.根据权利要求3所述的一种摩擦纳米发电机，其特征在于，所述摩擦纳米发电机为单电极式摩擦纳米发电机；所述摩擦纳米发电机在未拉伸时的输出功率为0.18μW/cm²~0.28μW/cm²。

5.如权利要求1~4中任一项所述的一种摩擦纳米发电机的制备方法，其特征是：先将含有单层的MXene的浆料A均匀涂抹在被拉伸的弹性基底的表面，待干燥后释放施加在弹性基底的张力即得到表面覆盖有褶皱结构的MXene薄膜的弹性基底，最后在MXene薄膜上引出电极，即得到摩擦纳米发电机。

6.根据权利要求5所述的一种摩擦纳米发电机的制备方法，其特征在于，浆料A中单层的MXene的浓度为11mg/mL~15.5mg/mL。

7.根据权利要求5所述的一种摩擦纳米发电机的制备方法，其特征在于，涂抹时，弹性基底上浆料A的单位面积涂覆量为0.38mg/cm²~0.45mg/cm²，干燥时间为3h~5h。

8.根据权利要求5所述的一种摩擦纳米发电机的制备方法，其特征在于，含有单层的MXene的浆料A的制备过程为：

（1）先将MAX相加入到盐酸和氢氟酸的混合溶液中，搅拌均匀得到溶液X；

（2）以去离子水作为分散溶剂，加入至溶液X中进行若干次离心得到溶液Z；

（3）先在溶液Z中加入氯化锂混合均匀后，再进行数次离心，离心结束后，取上层黑绿色溶液即为含有单层的MXene的浆料A。