[發(fā)明專利]自驅(qū)動(dòng)壓電響應(yīng)調(diào)控表面親疏水的纖維膜及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110177772.2
• 申請(qǐng)日: 2021-02-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113026209B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-12-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王富軍;卞旻玥;曾心怡;劉力夢(mèng);陳旻;李超婧;王璐
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東華大學(xué)
• 主分類號(hào): D04H1/728
• 分類號(hào): D04H1/728;D06N3/00
• 代理公司: 上海統(tǒng)攝知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31303
• 代理人: 杜亞

1.自驅(qū)動(dòng)壓電響應(yīng)調(diào)控表面親疏水的纖維膜，其特征在于：包括基底膜和含陰離子摻雜劑的聚噻吩微球涂層；

所述基底膜為摻雜AgNO₃、FeCl₃·6H₂O或納米石墨烯的PVDF微納米纖維膜，所述陰離子摻雜劑為無(wú)水高氯酸鋁、十二烷基苯磺酸鈉或?qū)Ρ交撬徕c；

含陰離子摻雜劑的聚噻吩微球涂層的孔隙率為80～90％；

所述基底膜的壓電信號(hào)峰值電壓為0.5～3V，自驅(qū)動(dòng)壓電響應(yīng)調(diào)控表面親疏水的纖維膜表面潤(rùn)濕性轉(zhuǎn)變的閾值為0.05～0.5V。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自驅(qū)動(dòng)壓電響應(yīng)調(diào)控表面親疏水的纖維膜，其特征在于，PVDF微納米纖維膜的纖維直徑為200～1000nm，孔隙率為50～80％，平均孔徑為200～800nm；含陰離子摻雜劑的聚噻吩微球涂層的厚度為50～500nm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自驅(qū)動(dòng)壓電響應(yīng)調(diào)控表面親疏水的纖維膜，其特征在于，PVDF微納米纖維膜中AgNO₃、FeCl₃·6H₂O或納米石墨烯的摻雜量為0.3～2wt％，聚噻吩微球涂層中陰離子摻雜劑的含量為0.05～0.5M。

4.自驅(qū)動(dòng)壓電響應(yīng)調(diào)控表面親疏水的纖維膜的制備方法，其特征在于包括如下步驟：

(1)將聚偏氟乙烯以及AgNO₃、FeCl₃·6H₂O或納米石墨烯溶于溶劑Ⅰ中，混合均勻得到靜電紡絲溶液；

(2)靜電紡絲溶液經(jīng)過(guò)靜電紡絲得到靜電紡纖維膜，靜電紡纖維膜經(jīng)真空干燥制得PVDF微納米纖維膜；

(3)將陰離子摻雜劑和聚噻吩溶于溶劑Ⅱ中，混合均勻得到聚噻吩高聚物溶液；所述陰離子摻雜劑為無(wú)水高氯酸鋁、十二烷基苯磺酸鈉或?qū)Ρ交撬徕c；

(4)將聚噻吩高聚物溶液通過(guò)靜電噴霧法噴涂在步驟(2)制得的PVDF微納米纖維膜上并形成微球涂層，真空干燥制得自驅(qū)動(dòng)壓電響應(yīng)調(diào)控表面親疏水的纖維膜。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自驅(qū)動(dòng)壓電響應(yīng)調(diào)控表面親疏水的纖維膜的制備方法，其特征在于，步驟(1)中溶劑Ⅰ為去離子水、四氫呋喃、三氟乙酸、六氟異丙醇、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亞礬和丙酮中的一種以上；

靜電紡絲溶液中聚偏氟乙烯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1～20wt％，AgNO₃、FeCl₃·6H₂O或納米石墨烯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3～2wt％；

混合均勻是指室溫磁力攪拌1～12h后，在40～80℃的水浴條件下加熱1～5h。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自驅(qū)動(dòng)壓電響應(yīng)調(diào)控表面親疏水的纖維膜的制備方法，其特征在于，步驟(2)中靜電紡絲的工藝參數(shù)為：轉(zhuǎn)速200～800r/min，紡絲電壓10～30kV，接收距離10～20cm，溶液注射速度0.5～20mL/h，紡絲溫度15～80℃，相對(duì)濕度30～80％；

真空干燥的溫度為40～60℃，真空度為99.99％，真空干燥時(shí)間為6～24h；

PVDF微納米纖維膜的纖維直徑為200～1000nm，孔隙率為50～80％，平均孔徑為200～800nm。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自驅(qū)動(dòng)壓電響應(yīng)調(diào)控表面親疏水的纖維膜的制備方法，其特征在于，步驟(3)中溶劑Ⅱ?yàn)槿ルx子水、四氫呋喃、三氟乙酸、六氟異丙醇、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亞礬和丙酮中的一種以上；

高聚物溶液中聚噻吩的濃度為0.05～0.5M，陰離子摻雜劑的濃度為0.05～0.5M；

混合均勻是指室溫磁力攪拌1～24h后，在40～80℃的水浴條件下加熱1～5h。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自驅(qū)動(dòng)壓電響應(yīng)調(diào)控表面親疏水的纖維膜的制備方法，其特征在于，步驟(4)中噴涂形成微球涂層的厚度為50～500nm；

真空干燥的溫度為40～60℃，真空度為99.99％，真空干燥時(shí)間為2～24h。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的自驅(qū)動(dòng)壓電響應(yīng)調(diào)控表面親疏水的纖維膜的制備方法，其特征在于，靜電噴霧的工藝參數(shù)為轉(zhuǎn)速200～800r/min，電噴電壓10～30kV，接收距離10～20cm，溶液注射速度0.5～20mL/h，溫度15～80℃，相對(duì)濕度30～80％。