1.一种复合纤维基柔性压电传感器的制备方法,其特征在于包括如下步骤:
(1)钐掺杂钛酸铅纳米晶的制备:将钛酸四丁酯在搅拌条件下加入去离子水,得到悬浮液后,在搅拌条件下依次加入醋酸铅、氯化钐、氢氧化钠的水溶液,用去离子水定容,得到混合溶液;将混合溶液加入到反应釜中加热并搅拌4-5分钟,升温度后保温反应8-10h;待反应完成后,自然冷却到室温;取出产物浸泡,使可溶性离子发生充分交换,抽滤洗涤产物,除去可溶性离子,然后在80-100℃下干燥6-8h,冷却至室温,得到钐掺杂钛酸铅纳米晶;
(2)钐掺杂钛酸铅纳米颗粒的制备:将钐掺杂钛酸铅纳米晶与二氧化锆球和乙醇在容器中球磨制得钐掺杂钛酸铅纳米颗粒,在70-80℃下干燥;
(3)氨基修饰的钐掺杂钛酸铅纳米颗粒的制备:将钐掺杂钛酸铅纳米颗粒和聚亚乙基亚胺分别超声分散于去离子水中,并将溶液pH分别调节至9-11,分别得到聚亚乙基亚胺溶液和钐掺杂钛酸铅溶液;将聚亚乙基亚胺溶液逐滴加到钐掺杂钛酸铅溶液中,搅拌1-3h,离心分离,得到氨基修饰的钐掺杂钛酸铅纳米颗粒,用去离子水洗去过量的聚亚乙基亚胺,再用无水乙醇洗涤除去蒸馏水后,通过离心获得纯净的氨基修饰的钐掺杂钛酸铅纳米颗粒;
(4)电活性炭墨涂覆的纤维基柔性压电传感器的制备:将氨基修饰的钐掺杂钛酸铅纳米颗粒分散于四氢呋喃溶液中并超声分散4-6h;然后,在所得悬浮液中加入纺丝溶液,在
25-35℃下搅拌24-36h,转移至反应釜中反应9-10h,反应完成后,室温冷却,得到混合纺丝液,在水浴中超声处理1-2h,使用具有23号中空针的10-20mL注射器将混合纺丝液注入5-
10Hz旋转的乙醇凝固浴中,将所得纤维垂直拉出并缠绕在线轴上,得到电活性炭墨涂覆的纤维基柔性压电传感器;
(5)复合纤维基柔性压电传感器的制备:将40-60μm的银纳米线绕步骤(4)所得的电活性炭墨涂覆的纤维基柔性压电传感器扭转,然后用电解液浸渍,放入透明且柔软的塑料管中,该塑料管内径为0.6mm,外径为0.7mm,最后用胶水密封,得到复合纤维基柔性压电传感器。
2.如权利要求1所述的一种复合纤维基柔性压电传感器的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,定容后的混合溶液中[OH]=1.0-2.0mol·L-1, [3/2Sm+Pb]=0.15-0.20mol·L-l,[Ti]=0.1-0.2mol·L-1。
3.如权利要求1所述的一种复合纤维基柔性压电传感器的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,升温至220-300℃;冷却后取出产物在去离子水和无水乙醇中浸泡,并分别反复洗涤
3-4次。
4.如权利要求1所述的一种复合纤维基柔性压电传感器的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,球磨频率为15-45Hz,球磨时间为60-100分钟。
5.如权利要求1所述的一种复合纤维基柔性压电传感器的制备方法,其特征在于,步骤(3)中,聚亚乙基亚胺和钐掺杂钛酸铅的质量比为1:10。
6.如权利要求1所述的一种复合纤维基柔性压电传感器的制备方法,其特征在于,步骤(3)中,离心转速为8000-10000rpm;去离子水洗涤1-2次,无水乙醇洗涤3-4次。
7.如权利要求1所述的一种复合纤维基柔性压电传感器的制备方法,其特征在于,步骤(4)中,所述四氢呋喃溶液的用量为20-40mL,含量为99%。
8.如权利要求1所述的一种复合纤维基柔性压电传感器的制备方法,其特征在于,步骤(4)中,超声处理所用的超声处理器的型号为S-450D-1/2。
9.如权利要求1所述的一种复合纤维基柔性压电传感器的制备方法,其特征在于,步骤(4)中,所述纺丝溶液为将0.85wt/v%电活性炭墨溶液引入8wt/v%苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物溶液中制得;其中电活性炭墨溶液的溶剂为体积比为7:3的蒸馏水和乙醇;苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物溶液的溶剂为体积比为6:4的乙醇和二甲基甲酰胺。
10.如权利要求1所述的一种复合纤维基柔性压电传感器的制备方法,其特征在于,步骤(5)中,所述电解液为含有0.6M的1,2-二甲基-3-丙基碘化咪唑鎓、0.03M碘溶液、0.5μM
4-叔丁基吡啶和0.03μM 异硫氰酸胍的氯乙腈溶液。