制備納米纖維的方法有多種,采用靜電紡絲法制備納米纖維,具有經(jīng)濟(jì)有效的優(yōu)點(diǎn),并且能夠適用于多種不同的材料進(jìn)行紡絲,采用傳統(tǒng)靜電紡絲法制得的納米纖維大多是呈纖維氈結(jié)構(gòu)的無(wú)序納米纖維集合體,能夠在過(guò)濾、電池隔膜等領(lǐng)域進(jìn)行應(yīng)用,但不能適用于一些對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)有特殊要求的領(lǐng)域,如:組織工程、傳感器、光電子器件以及補(bǔ)強(qiáng)材料等方面,而定向的納米纖維膜由于具有周期性的內(nèi)部結(jié)構(gòu),能夠在一定程度上彌補(bǔ)普通納米纖維在結(jié)構(gòu)上的不足,拓寬納米纖維的應(yīng)用范圍。目前制備定向納米纖維的方法有多種,通過(guò)改變靜電紡的接收裝置、控制電場(chǎng)和附加磁場(chǎng)等方法可以獲得不同形態(tài)的定向排列的納米纖維,包括定向納米纖維膜、定向納米纖維束和紗線以及定向納米纖維包覆紗等,不同形態(tài)的納米纖維應(yīng)用的領(lǐng)域也各不相同。本文以聚偏氟乙烯（PVDF）作為原料,采用靜電紡絲法并設(shè)計(jì)了階梯型收集裝置,能夠有效制備定向納米纖維膜,而后采用Maxwell電場(chǎng)模擬軟件,對(duì)納米纖維沉積過(guò)程中的電場(chǎng)變化情況進(jìn)行了模擬,并對(duì)納米纖維沉積過(guò)程中的受力情況進(jìn)行了分析。利用該裝置,研究了不同紡絲電壓、紡絲距離、不同濃度和不同紡絲時(shí)間對(duì)納米纖維定向程度的影響,結(jié)果表明,在電壓為1... 

【文章來(lái)源】：西安工程大學(xué)陜西省

【文章頁(yè)數(shù)】：70 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

（a）無(wú)鉛KNN納米棒陣列；（b）PENG模型

圖 1-2 (a)采用溶膠-凝膠自旋涂層法摻雜 Cu；(b)摻雜 Cu 的 ZnO 薄膜的微觀結(jié)構(gòu)；(c)納米發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)（3）聚合物基壓電納米發(fā)電機(jī) 到現(xiàn)在為止，常用的壓電性能較強(qiáng)的聚合物主要有 PVDF 及其共聚物等材料。其中，由于 PVDF 具有加工性好，耐酸堿腐蝕，同時(shí)具有較高的機(jī)械強(qiáng)力，是目前應(yīng)用最廣泛的壓電聚合物[45-48]。靜電紡絲法是制備聚合物基 PENG 的常用方法，紡絲過(guò)程中的強(qiáng)電場(chǎng)對(duì)聚合物單軸有一定的拉伸作用，可以增強(qiáng)納米纖維和納米線的壓電性能[38]。Liu 等[48]紹了一種以氧化石墨烯（GO）薄片化學(xué)包覆 PVDF 納米纖維的核殼結(jié)構(gòu)（PVDF/GO 納米纖維），通過(guò)機(jī)械拉伸、高壓定向和化學(xué)的協(xié)同作用，得到了β相含量高達(dá) 88.5%的納米纖維。超高的β相含量以及其單軸取向?qū)弘娦阅艿奶岣哂兄匾暙I(xiàn)，壓電常數(shù)d33=-93.75pm/V（GO 含量為 1wt%時(shí)）。除了一維的納米纖維，通過(guò)適當(dāng)設(shè)計(jì)的收集裝置，靜電紡絲法可以實(shí)現(xiàn)多種形式的纖維排列，如：隨機(jī)排列的纖維膜、定向納米纖維膜以及納米纖維紗線等。Kang 等[49]通過(guò)靜電紡絲法，利用一個(gè)凹槽裝置，制備了定向的 PVDF 納米纖維，由于周圍平臺(tái)的存在，對(duì)纖維有一定的拉伸作用，聚合物納米纖維受到拉伸和高電場(chǎng)作用，導(dǎo)致自然極化，使非極性相轉(zhuǎn)變?yōu)闃O性β相，提高

圖 1-3 通過(guò)電離空氣注入，最大限度地利用表面電荷密度1.5.3 混合式納米發(fā)電機(jī)在日常生活中，一種能量往往伴隨著其他一種或幾種能量，例如：壓電式電機(jī)在受到外界的擠壓或者折疊時(shí)產(chǎn)生電能，不可避免地會(huì)和其他材料發(fā)生接擦，而摩擦產(chǎn)生的能量并沒(méi)有被有效收集，因此，單一的壓電式能量收集裝置適用于多種能量的收集，混合器件的研究也顯得尤為重要[49, 50]。到目前為止，摩擦電式、熱釋電式、電磁式、太陽(yáng)能光電式等能量收集裝置之間的二元/多無(wú)論是串聯(lián)還是并聯(lián)，在復(fù)雜的環(huán)境中依然能保持較高的輸出功率，被廣泛地功耗電子設(shè)備。Zheng 等[53]設(shè)計(jì)了一種混合納米發(fā)電機(jī)，可以同時(shí)或獨(dú)立地收集來(lái)自水蒸能和從底部吹來(lái)的間歇性風(fēng)的機(jī)械能，該裝置包括 2 個(gè)部分：風(fēng)力驅(qū)動(dòng)的 T熱釋電-壓電納米發(fā)電機(jī)（PPENG）。在固定的丙烯酸板上沉積了一層銅膜，作電極和摩擦表面。下方是一個(gè)可活動(dòng)的多層結(jié)構(gòu)，頂層為氟化乙丙烯（FEP）用做另一摩擦表面，在間歇風(fēng)驅(qū)動(dòng)下，F(xiàn)EP 膜與頂部的銅電極接觸-分離，通帶電與靜電感應(yīng)耦合的方法，可以獲得周期性交流電輸出。由于 PVDF 既具有

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]聚偏氟乙烯靜電紡納米發(fā)電機(jī)的制備、性能及應(yīng)用研究[D]. 黃濤.東華大學(xué) 2016

碩士論文
[1]靜電紡絲法制備聚丙烯腈基納米碳纖維及過(guò)程機(jī)理研究[D]. 賀海軍.西安工程大學(xué) 2017



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