[發(fā)明專利]一種高性能摩擦納米發(fā)電機(jī)、制備方法及應(yīng)用

在審

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• 申請日: 2021-11-27
• 公開（公告）號: CN114221570A
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李鵬宇;陳軍帥;魯佳麗;付強(qiáng);邵志超;米立偉;楊宇;艾文英
• 申請（專利權(quán)）人: 中原工學(xué)院
• 主分類號: H02N1/04
• 分類號: H02N1/04;C07D311/74
• 代理公司: 鄭州優(yōu)盾知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41125
• 代理人: 孫詩雨

1.一種高性能摩擦納米發(fā)電機(jī)，其特征在于：所述摩擦納米發(fā)電機(jī)采用硝基取代4H-色烯作為摩擦電極材料，采用聚偏氟乙烯作為對電極材料。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能摩擦納米發(fā)電機(jī)的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

（1）硝基取代4H-色烯的合成；

（2）硝基取代4H-色烯摩擦納米發(fā)電機(jī)電極的制備。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高性能摩擦納米發(fā)電機(jī)的制備方法，其特征在于：所述步驟（1）硝基取代4H-色烯的合成方法如下：將對硝基苯甲醛、丙二腈、1-萘酚、5,5-二甲基-1,3-環(huán)己二酮、乙醇和4-二甲氨基吡啶的混合物加入圓底燒瓶中，回流攪拌4 h后，將反應(yīng)液旋蒸得到粗產(chǎn)品，從乙醇中重結(jié)晶得到純硝基取代4H-色烯。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高性能摩擦納米發(fā)電機(jī)的制備方法，其特征在于：所述對硝基苯甲醛、丙二腈、1-萘酚、5,5-二甲基-1,3-環(huán)己二酮的物質(zhì)的量之比為1:1:1:1，4-二甲氨基吡啶與對硝基苯甲醛的物質(zhì)的量之比為0.15:1，以1.0 mmol對硝基苯甲醛為基準(zhǔn)，需要乙醇20 mL。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高性能摩擦納米發(fā)電機(jī)的制備方法，其特征在于：所述步驟（2）摩擦納米發(fā)電機(jī)電極的制備方法如下：

a、將步驟（1）制得的硝基取代4H-色烯機(jī)械研磨0.5 h得到1-4 μm的粉末涂覆在5 cm×5 cm的銅片上，然后通過銀環(huán)氧樹脂將銅線固定在銅片的另一側(cè)，作為摩擦發(fā)電的電極材料；

b、將聚偏氟乙烯溶液旋涂在PI膜上，旋涂時(shí)間為120秒，并放在80 ℃烘箱中進(jìn)行烘干，然后將銅片粘附在涂有聚偏氟乙烯PI膜的另一側(cè)，并用導(dǎo)電銀環(huán)氧樹脂將銅線固定在銅片上，作為摩擦發(fā)電的對電極。

6.權(quán)利要求1所述的高性能摩擦納米發(fā)電機(jī)的應(yīng)用，其特征在于：采取垂直接觸-分離模式的TENG進(jìn)行測試，將硝基取代4H-色烯粉末和PVDF作為摩擦層測量摩擦電輸出性能，銅和Kapton分別用作導(dǎo)電層和電荷儲存層，并通過一個(gè)可調(diào)頻率的線性馬達(dá)來模擬環(huán)境中的機(jī)械能，利用SR570低噪聲電流放大器測試短路電流，利用2657A高功率系統(tǒng)源表測試輸出電壓，采用電化學(xué)工作站對0.22、1和2.2 μF商用電容器進(jìn)行充電測試，并通過CHI660EB18411A軟件獲得了100 μF電容的充放電曲線。