一种无机纳米纤维网络的柔性化复合结构及制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109385743A(43)申请公布日2019.02.26(21)申请号201811108124.6G01N27/00(2006.01)(22)申请日2018.09.21H01G4/20(2006.01)H01G4/33(2006.01)(71)申请人华中科技大学地址430074湖北省武汉市洪山区珞喻路1037号(72)发明人罗为傅邱云徐磊郑志平(74)专利代理机构华中科技大学专利中心42201代理人许恒恒李智(51)Int.Cl.D04H1/4209(2012.01)D04H1/728(2012.01)D06N3/00(2006.01)D06N3/04(2006.01)D06N3/12(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称一种无机纳米纤维网络的柔性化复合结构及制备方法(57)摘要本发明公开了一种无机纳米纤维网络的柔性化复合结构及制备方法，该复合结构包括由无机陶瓷纳米纤维层与柔性有机高分子化合物层构成的三明治结构，无机陶瓷纳米纤维层具有由无机陶瓷纳米纤维排布形成的完整互连网络结构；在该三明治结构中，无机陶瓷纳米纤维层位于两层柔性有机高分子化合物层之间，由此构成柔性化复合结构。本发明得到的具有三明治结构的柔性化复合结构，其中的拓扑结构既能够使易碎的陶瓷纳米纤维柔性化，增强了其机械强度，保留纳米纤维高长径比和互连特性，又通过这种拓扑结构将无机陶瓷纳米纤维与有机高分子化合物的优良特性结合起来，从而得到性能良好的柔性复合结构。CN109385743ACN109385743A权利要求书1/1页1.一种无机纳米纤维网络的柔性化复合结构，其特征在于，该复合结构包括由无机陶瓷纳米纤维层与柔性有机高分子化合物层构成的三明治结构，所述无机陶瓷纳米纤维层具有由无机陶瓷纳米纤维排布形成的完整互连网络结构；在该三明治结构中，所述无机陶瓷纳米纤维层位于两层所述柔性有机高分子化合物层之间，由此构成柔性化复合结构。2.如权利要求1所述无机纳米纤维网络的柔性化复合结构，其特征在于，所述无机纳米纤维网络的柔性化复合结构还包括电极层，所述电极层位于所述三明治结构的外部且包覆两层所述柔性有机高分子化合物层，或者位于所述三明治结构中的所述无机陶瓷纳米纤维层与所述柔性有机高分子化合物层之间；优选的，所述电极层为叉指电极层，该叉指电极层位于所述无机陶瓷纳米纤维层与某一所述柔性有机高分子化合物层之间；所述电极层优选为金属电极层。3.如权利要求1所述无机纳米纤维网络的柔性化复合结构，其特征在于，所述无机陶瓷纳米纤维层是将Ba0.6Sr0.4TiO3静电纺丝前驱液利用静电纺丝工艺制备成完整纳米纤维网结构，接着将纤维膜从衬底上剥离然后烧结得到的。4.如权利要求1所述无机纳米纤维网络的柔性化复合结构，其特征在于，所述柔性有机高分子化合物层包括但不限于P(VDF-HFP)层或PDMS层；所述无机陶瓷纳米纤维层为完整纳米纤维网结构，包括但不限于钛酸锶钡陶瓷纳米纤维层或SnO2陶瓷纳米纤维层，所述钛酸锶钡陶瓷纳米纤维层优选为Ba0.6Sr0.4TiO3陶瓷纳米纤维层。5.制备如权利要求1－4任意一项所述无机纳米纤维网络的柔性化复合结构的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)利用静电纺丝工艺处理Ba0.6Sr0.4TiO3静电纺丝前驱液向衬底表面静电纺丝形成薄膜，接着将纤维膜从衬底上剥离后对该薄膜进行加热烧结处理得到无机陶瓷纳米纤维膜；(2)利用流延法、旋涂法或滴涂法在所述步骤(1)得到的所述无机陶瓷纳米纤维膜的两侧形成柔性有机高分子化合物层，使所述柔性有机高分子化合物层包覆所述无机陶瓷纳米纤维膜，经退火处理后即可得到无机纳米纤维网络的柔性化复合结构。6.如权利要求5所述制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，在所述退火处理之后，还包括利用蒸镀、溅射或丝网印刷工艺在所述无机陶瓷纳米纤维膜两侧的所述柔性有机高分子化合物层上制备金属电极层。7.如权利要求5所述制备方法，其特征在于，在所述步骤(2)开始前，还包括利用溅射工艺在所述步骤(1)得到的所述无机陶瓷纳米纤维膜的一侧上溅射形成金属叉指电极层。8.如权利要求1－4任意一项所述无机纳米纤维网络的柔性化复合结构在包括但不限于薄膜储能器件或气体传感器中的应用。2CN109385743A说明书1/5页一种无机纳米纤维网络的柔性化复合结构及制备方法技术领域[0001]本发明属于拓扑结构功能材料领域，更具体地，涉及一种无机纳米纤维网络的柔性化复合结构及制备方法，得到的柔性纳米复合薄膜为具有无机纳米纤维网络的柔性化-有机高聚物功能复合结构。背景技术[0002]柔性纳米复合薄膜，是由纳米纤维材料以及柔性材料通过一定的拓扑结构所构成的功能器件。随着社会的