[发明专利]一种聚丙烯腈压电材料及其制备方法和应用、柔性压电纳米发电机

权利要求书

1.一种聚丙烯腈压电材料的制备方法，包括以下步骤：

将静电纺聚丙烯腈纳米纤维膜进行程序热处理，得到聚丙烯腈压电材料；

所述程序热处理包括依次进行的第一热处理～第十热处理，所述第一热处理～第十热处理的温度依次分别为50±5℃、100±5℃、150±5℃、200±5℃、250±5℃、260±5℃、300±5℃、350±5℃、400±5℃和450±5℃；

当所述程序热处理的温度高于260±5℃时，所述程序热处理在保护气氛中进行。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第十热处理后还包括第十一热处理和第十二热处理；所述第十一热处理的温度为500±5℃；所述第十二热处理的温度为550±5℃；

所述第一热处理～第十二热处理的时间独立地为20～35min。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，温度由室温升温到第一热处理的温度、第一热处理的温度升温至第二热处理的温度、第二热处理的温度升温至第三热处理的温度、第三热处理的温度升温至第四热处理的温度、第四热处理的温度升温至第五热处理的温度、第五热处理的温度升温至第六热处理的温度、第六热处理的温度升温至第七热处理的温度、第七热处理的温度升温至第八热处理的温度、第八热处理的温度升温至第九热处理的温度、第九热处理的温度升温至第十热处理的温度、第十热处理的温度升温至第十一热处理的温度、第十一热处理的温度升温至第十二热处理的温度的升温速率独立地为2～5℃/min。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述静电纺聚丙烯腈纳米纤维膜由聚丙烯腈溶液进行静电纺丝得到；

所述静电纺丝的工作参数优选包括：施加电压为15～30V，聚丙烯腈溶液的流速为0.1～2mL/h，静电纺丝距离为5～25cm。

5.根据权利要求1～4任一项所述的制备方法，其特征在于，当所述程序热处理的温度低于260℃时，所述程序热处理在空气中进行。

6.权利要求1～5任一项所述制备方法得到的聚丙烯腈压电材料。

7.根据权利要求6所述的聚丙烯腈压电材料，其特征在于，所述聚丙烯腈压电材料的厚度为60～80μm。

8.权利要求6～7任一项所述的聚丙烯腈压电材料在机械能转化为电能的器件中的应用。

9.一种柔性压电纳米发电机，其特征在于，包括依次层叠的第一绝缘层、第一金属电极层、压电材料层、第二金属电极层和第二绝缘层；

所述压电材料层的材质为权利要求6～7任一项所述的聚丙烯腈压电材料。

10.权利要求9所述的柔性压电纳米发电机在照明、人体健康监测、人工智能或电容器中的应用。