GO/PDMS复合膜的绿色合成及渗透汽化分离甲醇/碳酸二甲酯的性能研究

针对PDMS膜的传统制备过程中使用大量有机溶剂,对环境造成严重的污染。采用含一定表面活性剂的水作为溶剂进行PDMS膜的绿色合成,同时掺杂一定量的氧化石墨烯(GO)以提高膜的选择性和稳定性。将制备的GO/PDMS杂化膜应用于甲醇(MeOH)/碳酸二甲酯(DMC)的渗透汽化分离,与传统PDMS膜相比,通量提高了4倍,分离因子提高了2倍,并且随着进料温度的提高,该复合膜的分离因子基本保持不变,证明了其优异的稳定性。

无铅BaTiO3/GO/PDMS复合的柔性叉指式压电发电机的设计与试验

传统的压电振动发电机具有工作频带窄,压电陶瓷易碎且含铅等缺陷,无法满足当前微型传感器件可穿戴、小型化、便携式等要求。本文制备了一种高性能的钛酸钡/石墨烯/聚二甲基硅氧烷(BaTiO 3/GO/PDMS)三元无铅压电复合薄膜。GO材料的比表面较大且流动性较强,在铁电材料中易形成微电容从而提高复合薄膜的压电性能。当BaTiO 3/GO/PDMS复合薄膜中GO质量分数为0.6 wt%时,复合薄膜的介电常数和导电率分别为185和8.5×10^-5 S/m。BaTiO 3/GO/PDMS复合薄膜的剩余极化强度值为13.47μC/cm^2,比未添加GO材料时提高了28%。所制备的BaTiO 3/GO/PDMS三元复合薄膜发电机的最大输出电压达7.71 V,是BaTiO 3/PDMS二元复合薄膜发电机的2.78倍。将BaTiO 3/GO/PDMS复合柔性纳米薄膜应用于非对称叉指式压电拾振结构,填充GO后非对称叉指式拾振结构的输出电压明显增加,拾振结构的-3dB带宽由未填充GO时的8.7 Hz增加到填充GO后的11.2 Hz。所提出的BaTiO 3/GO/PDMS无铅复合柔性压电纳米发电机在柔性能量采集拾振结构方面具有巨大的应用前景。

基于无铅钛酸钡/石墨烯/PDMS三相复合压电纳米发电机的研究

本文利用固相法合成了无铅钛酸钡(BaTiO_(3),BTO)纳米颗粒,并将其与不同含量的石墨烯(Graphene Oxide,GO)和聚二甲基硅氧烷(PolyDiMethylSiloxane,PDMS)进行复合制备成薄膜.GO材料作为碳基导电相形成复合材料中的微电容,提高了复合材料的压电性能.对GO含量为0.6 wt%的BaTiO_(3)/Graphene/Polydimethylsiloxane(BTO/GO/PDMS)复合薄膜的电学和铁电性能进行了测试与分析.实验结果表明:所制备的BTO/GO/PDMS复合薄膜的介电常数为185,剩余极化强度高达每平方厘米13.47μC(高于纯相的BaTiO_(3)/Polydimethylsiloxane(BTO/PDMS)复合薄膜).BTO/GO/PDMS基纳米复合薄膜发电机的开路电压是BTO/PDMS基纳米发电机的2.78倍.基于上述研究成果,这种无铅绿色友好型柔性复合材料在振动能量采集和集成铁电器件方面具有广泛的应用前景.