[发明专利]一种镉配位聚合物及其复合膜材料、制备方法及应用

权利要求书

1.一种镉配位聚合物Cd-CP晶体材料作为摩擦电极材料在摩擦纳米发电机中的应用，其特征在于：所述镉配位聚合物Cd-CP晶体材料作为摩擦电极材料应用于摩擦纳米发电机中促进2+2光化环加成反应，所述镉配位聚合物为Cd-CP晶体材料的分子结构为[Cd(BBPD)(4,4ʹ-bpe)H₂O]_n ，Cd-CP单元结构式如下：

。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：所述镉配位聚合物Cd-CP晶体材料的制备方法包括以下步骤：

（1）将Cd(NO₃)₂·4H₂O溶于水中，常温搅拌5-30 min；

（2）将H₂BBPD搅拌溶解在N,N-二甲基甲酰胺中，并逐滴加入步骤（1）的反应体系中，常温搅拌5-20 min；

（3）将4,4ʹ-bpe搅拌溶解在DMF中，加入步骤（2）得到的反应体系中，并逐滴加入HNO₃，搅拌10-20 min；

（4）将步骤（3）得到的反应体系密闭后，置于100-120℃烘箱，反应48-72 h；

（5）反应完以后，以5℃/h的速率降至室温，得到无色颗粒晶体，依次用蒸馏水和DMF洗涤，干燥后得到镉配位聚合物Cd-CP晶体材料。

3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于：所述H₂BBPD、Cd(NO₃)₂·4H₂O和4,4ʹ-bpe的物质的量之比为0. 5: 1:0.3。

4.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：将镉配位聚合物Cd-CP晶体材料作为摩擦电极材料组装成粉末Cd-CP-TENG器件，合成步骤为：

a、将干燥的镉配位聚合物Cd-CP晶体材料采用机械研磨的方法研磨成微米级别，得到尺寸在1-10 μm晶体粉末材料；

b、然后将晶体粉末材料均匀的涂敷在Cu胶带的粘性面，用气枪除去多余的粉末；

c、将铜丝用导电银胶粘贴在Cu胶带的背面，作为外部导线；

d、将聚偏氟乙烯旋涂成膜，粘贴在铜片上，并在铜片的背面粘贴铜丝，作为另外一个外部导线；

e、将上述c、d制得的器件分别裁剪成5 × 5 cm²，组装成粉末Cd-CP-TENG器件。

5.一种Cd-CP@PVDF复合膜材料在TENG器件中的应用，其特征在于：所述的Cd-CP@PVDF复合膜材料应用于TENG器件中，实现2+2光化环加成反应；

所述的Cd-CP@PVDF复合膜材料的制备步骤如下：

（1）将权利要求1中所述的镉配位聚合物Cd-CP晶体材料采用机械研磨的方法研磨成微米级别，其尺寸为1-10μm，将研磨后的晶体粉末材料超声分散在N,N-二甲基甲酰胺溶液中；

（2）将PVDF粉末溶解在DMF中，然后加热40-80℃搅拌30-50 min至完全溶解，移至室温；

（3）将步骤（1）中反应体系溶液加入到步骤（2）溶解的PVDF中，室温下搅拌3-8 h得到混合溶液；

（4）将混合溶液倾倒到培养皿中，80-120℃ 固化1-3 h，放凉后脱膜得到Cd-CP@PVDF复合膜材料；

所述镉配位聚合物Cd-CP晶体材料与PVDF的质量比为（0.0312-0.176）:1。

6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，将Cd-CP@PVDF复合膜材料组装成TENG器件，制备方法如下：

a、将Cd-CP@PVDF复合膜材料粘在Cu胶带上面，并在Cu胶带背面用导电银胶粘接铜丝，作为外部导线；

b、将PVDF旋涂成膜粘贴在铜片上，并在铜片的背面粘贴铜丝，作为另外一个外部导线；

c、将上述a和b所制得的器件分别裁剪成5 × 5 cm²，组装成Cd-CP@PVDF复合膜材料的TENG器件。