[发明专利]导电离子凝胶膜及其制备方法、以及清洁能源收集装置

权利要求书

1.一种导电离子凝胶膜，其特征在于，包括：

膜基体，所述膜基体包括聚丙烯酸水凝胶以及分散在所述聚丙烯酸水凝胶中的导电纳米填料；

形成于所述膜基体至少一侧表面的聚苯胺涂层。

2.根据权利要求1所述的导电离子凝胶膜，其特征在于，所述导电纳米填料为还原氧化石墨烯。

3.根据权利要求2所述的导电离子凝胶膜，其特征在于，所述膜基体由丙烯酸单体与还原氧化石墨烯在水中形成的分散液在交联剂和引发剂的作用下聚合形成，所述丙烯酸单体：所述还原氧化石墨烯的质量比为5:(1～4)。

4.根据权利要求3所述的导电离子凝胶膜，其特征在于，所述交联剂包括离子型交联剂和共价型交联剂。

5.根据权利要求4所述的导电离子凝胶膜，其特征在于，所述离子型交联剂为氯化钙，所述共价型交联剂为N,N'-亚甲基双丙烯酰胺，所述引发剂为过硫酸铵。

6.根据权利要求1所述的导电离子凝胶膜，其特征在于，所述导电离子凝胶膜的厚度介于50μm～1000μm之间。

7.一种导电离子凝胶膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1，提供丙烯酸单体；

步骤S2，在所述丙烯酸单体中加入导电性纳米填料粉、交联剂、引发剂，使得所述丙烯酸单体聚合，得到膜基体；

步骤S3，在所述膜基体的至少一侧表面涂覆苯胺，并使得所述苯胺聚合，以在所述膜基体表面形成聚苯胺涂层，得到所述导电离子凝胶膜。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述导电性纳米填料粉为还原氧化石墨烯，所述步骤S2包括：

步骤S21，通过水热转化法以氧化石墨烯为原料，制备得到还原氧化石墨烯粉体；

步骤S22，将所述还原氧化石墨烯粉体分散在水中，得到悬浮液；

步骤S23，将所述悬浮液分散在所述丙烯酸单体中，得到所述分散液；

步骤S24，在所述分散液中加入交联剂和引发剂，在40-50℃温度条件下固化，形成所述膜基体。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述悬浮液中，所述还原氧化石墨烯粉体在所述悬浮液中的质量浓度为3-20g/L，所述分散液中所述丙烯酸单体的体积浓度为10-25％。

10.根据权利7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S3包括：

步骤S31，提供苯胺单体溶液；

步骤S32，在所述苯胺单体溶液中加入引发剂，得到预混液；

步骤S33，将所述膜基体浸渍在所述预混液中，以使苯胺单体在所述膜基体表面聚合形成所述聚苯胺涂层。

11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，

所述步骤S31中，将苯胺单体添加到1M的盐酸水溶液中，混合得到所述苯胺单体溶液，

所述步骤S32中，所述引发剂为过硫酸铵，

所述步骤S33中，控制反应温度为0-10℃，浸渍时间为4-12小时，且在浸渍结束后，取出表面形成有所述聚苯胺涂层的膜基体并使用去离子水清洗后，得到所述导电离子凝胶膜。

12.一种清洁能源收集装置，其特征在于，包括从上至下依次层叠的聚酰亚胺薄膜、根据权利要求1至6任一项所述的导电离子凝胶膜、以及铝箔，其中，所述导电离子凝胶膜与开路设备相连，以收集由所述导电离子凝胶膜产生的清洁能源。

13.一种传感器，其特征在于，包括：

根据权利要求1至6任一项所述的导电离子凝胶膜；

以及形成于所述导电离子凝胶膜之上的聚乙烯醇涂层、聚二甲基硅氧烷涂层或凡士林涂层。