[发明专利]一种基于COF的摩擦纳米发电机正摩擦材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种基于COF的摩擦纳米发电机正摩擦材料的制备方法，属于有机储能材料技术领域。该制备方法为：将COF粉末与PVDF粉末置于乙醇溶液中，制得均匀的悬浊液；将该悬浊液在铜箔上推开，厚度为100‑400μm；再将该铜箔在真空下干燥，制得表面涂有COF的铜片；再将该铜片裁剪成片，将铜丝通过导电环氧树脂连接到铜片的背面，制得COF的摩擦纳米发电机正摩擦材料。该制备方法简单易行，并且基于该系列材料摩擦纳米发电机具有较广泛的机械冲击频率、长期的稳定性。

技术领域

本发明属于有机储能技术领域，尤其涉及一种基于COF的摩擦纳米发电机正摩擦材料的制备方法。

背景技术

发展使用清洁能源(如风能、太阳能、水能和分布式机械能)的电子设备可以为解决传统能源技术的固有缺点提供一种新的方法。2012年，王中林及其同事首次建造了摩擦电纳米发电机(TENG)，它可以从周围的机械能(包括风、振动、水和人类活动)中产生电能。摩擦电纳米发电机因其低成本、易制造、高输出功率和高转换效率而受到越来越多的研究关注。过去几年，该领域的研究人员为提高TENG的性能做出了大量努力，以满足其广泛应用于为微型电子器件和自供电传感器供电的需求，如选择合适的摩擦材料、控制形貌和结构优化等。尽管从无机到有机的各种材料已经被用于制备TENG器件，但是这些材料的系统和复杂的分子设计来管理连续的能量转换过程仍然是一个相当大的挑战。

共价有机框架(COFs)是一类独特的结晶多孔材料，由有机结构单元通过可逆化学反应构建而成。自2005年Yaghi及其同事报道开创性工作以来，过去十年在拓扑图和合成反应探索方面取得了巨大进展。受益于可设计的规则多孔结构的特性和通过拓扑以及构建模块设计的多功能功能，COFs被认为是气体吸附和分离、传感、离子导体、催化、能量存储、半导体、和电子器件中最有前途的材料之一。此外，COFs的另一个优势是它们在骨架上密集排列的p列和数组，它们可以用作预先排列的路径来促进电荷传输。这一明显的特征是其他无机和有机材料难以实现的。因此，COFs可以为开发合适的TENG系统提供一个有吸引力的结构-功能平台。此外，TENGs中使用的大多数摩擦电材料都是基于聚合物的，这主要是由于聚合物的柔韧性、光滑性和强大的带电能力，大量证据表明，聚合物的官能团特征和化学结构可以决定TENG的性能。

发明内容

基于此，本发明提出了一种基于COF的摩擦纳米发电机正摩擦材料的制备方法，该制备方法简单易行，基于该系列材料的摩擦纳米发电机具有较广泛的机械冲击频率、长期的稳定性。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于COF的摩擦纳米发电机正摩擦材料的制备方法：将COF粉末与PVDF粉末置于乙醇溶液中，制得均匀的悬浊液；将该悬浊液在铜箔上推开，再将该铜箔在真空下干燥，制得表面涂有COF的铜片；再将该铜片剪裁成片，铜丝通过导电环氧树脂连接到铜片的背面，制得COF的摩擦纳米发电机正摩擦材料。

本发明公开了一种基于COF的摩擦纳米发电机正摩擦材料的制备方法，具体包括以下步骤：

①称取COF粉末，使用球磨机进行研磨，再将COF粉末放置在研钵中，向研钵加入PVDF粉末，充分研磨，再向其中加入几滴乙醇溶液，再次研磨混合均匀，制得均匀的悬浊液；

②将铜箔贴在玻璃板上，再将步骤①中制得的悬浊液转移到铜箔上，使用涂布器将该悬浊液在铜箔上推开，厚度为100-400μm；

③将步骤②中涂有悬浊液的铜箔在60-80℃真空下干燥8-12h，制得表面涂有COF的铜片；

④将步骤③中表面涂有COF的铜片进行压片，再将铜片裁剪成片，将铜丝通过导电环氧树脂连接到铜片的背面，制得COF的摩擦纳米发电机正摩擦材料。