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专利号: 2024110561133
申请人: 黄山学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-10-22
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种BFAN基陶瓷颗粒‑PVDF聚合物填充多孔气凝胶的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:S1、将聚乙烯醇、去离子水、硼砂按照质量比为15∶100∶1.5制备第一溶液备用;

S2、将第一溶液混合纤维素纳米纤维溶液,75‑85℃搅拌反应2‑5min后得到胶状浆料;

S3、将胶状浆料进行涂膜后干燥,得凝胶膜,将凝胶膜于‑80℃低温环境下冻干处理10‑

14h后采用过硫酸钠进行浸泡盐析处理,得多孔气凝胶框架结构膜;

S4、采用溶胶凝胶法制备0.9BiFeO3‑0.1AgNbO3为BFAN基纳米陶瓷颗粒;

S5、将聚偏氟乙烯粉末与N,N‑二甲基甲酰胺溶剂按照0.5g∶10ml进行混合,并在50‑60℃下搅拌16分钟得到透明溶液;

S6、向上述透明溶液加入溶液20wt%‑60wt%的BFAN基陶瓷颗粒,制备PVDF‑BFAN混合液,将混合溶剂放入玛瑙球磨罐中采用200‑750rpm的转速进行高能球磨30min,得混合浆料;

S7、将多孔气凝胶框架结构膜浸入上述混合浆料中,在真空干燥箱70℃环境下保温5‑

10h,然后从浆料中取出干燥处理得BFAN基陶瓷颗粒‑PVDF聚合物填充多孔气凝胶。

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述步骤S2中纤维素纳米纤维溶液的浓度为4%‑8%,且第一溶液和纤维素纳米纤维溶液混合的体积比1∶1。

3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述步骤S3中涂膜的方式为以600rpm的转速旋涂,且涂膜厚度为200‑300μm,且干燥的方式为在真空干燥箱75‑85℃环境下干燥

10‑16h。

4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述步骤S3中过硫酸钠的浓度为

1mol/L,且浸泡处理的时间为3‑24h。

5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述步骤S4中BFAN基纳米陶瓷颗粒的制备方法包括以下步骤:S4‑1、按0.9BiFeO3‑0.1AgNbO3分子式的化学计量比称量:硝酸铋、硝酸铁、乙醇铌、硝酸银;

S4‑2、将硝酸铁、乙醇铌溶入乙二醇甲醚中,另将硝酸铋,硝酸银溶入乙酸中配种两种溶液,并将两种溶液在50‑80℃下搅拌10‑20min后混合,再加入稳定剂乙酰丙酮,并在50‑80℃下继续搅拌直至呈黄棕色透明溶液,同时用氨水调节pH值到4‑6,得混合溶液备用;

S4‑3、将上述混合溶液放入真空干燥箱中100‑110℃温度下干燥得到凝胶,将凝胶转移到管式炉中以3℃/min升温至400℃保温20min,随后升温至500‑600℃下煅烧2‑3小时,冷却后研磨15‑20min,得到BFAN基陶瓷颗粒。

6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于:所述步骤S4‑2中混合溶液的浓度为

0.2M,各溶剂的体积比为乙酸∶乙二醇甲醚∶乙酰丙酮溶液=15‑20∶15‑20∶1。

7.一种如权利要求1‑6任一所述制备方法得到的BFAN基陶瓷颗粒‑PVDF聚合物填充多孔气凝胶在压电传感器上的应用。

8.根据权利要求7所述的应用,其特征在于:所述应用方法包括以下步骤:(1)采用BFAN基陶瓷颗粒‑PVDF聚合物填充多孔气凝胶为压电厚膜,在压电厚膜上下两面贴上ITO/PET透明导电膜,再采用铜线作为引出电极,后热压机进行压实和平整,得压电复合膜;

(2)将上述压电复合膜在电场为10‑20kV/mm,温度为50℃的情况下极化处理10‑30min,再连接外部电路,制备得到压电传感器。

9.根据权利要求8所述的应用,其特征在于:所述步骤(1)中ITO/PET透明导电膜与压电厚膜贴附时导电一侧与压电厚膜相接触。

10.根据权利要求8所述的应用,其特征在于:所述步骤(1)中热压机的热压压力为

10MPa,温度为60℃,热压时间为30min。