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一种柔性可穿戴热电织物及其制备方法与流程

发布日期:2024-09-03 浏览次数: 专利申请、商标注册、软件著作权、资质办理快速响应热线:4006-054-001 微信:15998557370


一种柔性可穿戴热电织物及其制备方法与流程
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摘要: 本发明涉及柔性热电织物,具体为一种柔性可穿戴热电织物及其制备方法。、随着微型化、集成化的便携式多功能智能可穿戴设备,包括植入式和可穿戴设备的快速发展,对于稳定、环保、长寿命能源供应的需求日益增长;大多数电子设备和物联网节点传感器仍然由传统的电池供电,这就需要我们频繁充电或更换电池;它不仅增...
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本发明涉及柔性热电织物,具体为一种柔性可穿戴热电织物及其制备方法。背景技术:1、随着微型化、集成化的便携式多功能智能可穿戴设备,包括植入式和可穿戴设备的快速发展,对于稳定、环保、长寿命能源供应的需求日益增长;大多数电子设备和物联网节点传感器仍然由传统的电池供电,这就需要我们频繁充电或更换电池;它不仅增加了成本,而且也带来了不小的环境污染;这些传统的电池因为寿命短,缺乏柔性,以及需要频繁更换电池的缺点极大的制约了柔性可穿戴电子产品在在智能设备中的应用;在这样的背景下,柔性热电材料因其能够将人体热能或工业余热直接转化为电能的能力而受到学术界和工业界的广泛关注,被视为一种环保的能源解决方案;2、评估热电材料性能的关键指标包括高电导率和高seebeck系数,这两者是决定热电材料性能优劣的重要属性;高性能热电材料的研发不仅对于推动能源技术的创新发展至关重要,而且对于满足现代便携式电子设备对于能源的需求提供了新的视角和解决方案;mxene是一种前沿的二维材料,其独有的层状结构和碳化物核心赋予了它卓越的电导性,还为电荷载流子的高速传输提供了理想通道,在mxene在多个领域展现出无限潜力,包括能源转换与存储、传感技术、生物医学及电磁屏蔽等,尽管如此,mxene在热电领域的应用受到其seebeck系数低下的制约,这一瓶颈限制了其热电性能的进一步发展。技术实现思路1、本发明的目的是为了解决上述问题,设计了一种柔性可穿戴热电织物及其制备方法。2、实现上述目的本发明的技术方案为,一种柔性可穿戴热电织物的制备方法,包括以下步骤:3、s1、通过浸渍法,将基体织物浸渍于mxene分散液中,经干燥得到mxene复合织物;其中将4×4cm2的基体织物浸渍于mxene分散液中;4、s2、将所述mxene复合织物浸入导电聚合物单体和掺杂剂的混合溶液中,在低温下搅拌,再逐滴滴加氧化剂,于0℃下反应10h,清洗,干燥,得到三元复合织物;5、s3、将所述的三元复合织物先在一定浓度的盐溶液中浸泡一段时间,取出后在一定浓度的碘化钠溶液中浸泡一段时间,重复进行上述步骤2~10次,烘干后得到柔性可穿戴热电织物。6、对本技术方案的进一步补充,在s1中,所述基体织物为棉、涤纶、尼龙和蚕丝中的一种或多种。7、对本技术方案的进一步补充,在s1中,mxene分散液的浓度为5mg/ml。8、对本技术方案的进一步补充,在s2中,所述导电聚合物单体为3,4-乙烯二氧噻吩、吡咯、苯胺和乙炔中的一种或几种。9、对本技术方案的进一步补充,在s2中,所述掺杂剂溶液为掺杂剂和水的混合物,所述掺杂剂为对甲苯磺酸、聚(4-苯乙烯磺酸)、对氨基苯磺酸钠和樟脑磺酸中的一种或多种的混合物。10、对本技术方案的进一步补充,在s2中,所述氧化剂溶液为第一氧化剂和水的混合物,所述第一氧化剂为过硫酸钠、过硫酸铵、过硫酸钾、对甲苯磺酸铁、三氯化铁和高锰酸钾中的一种或多种的混合物。11、对本技术方案的进一步补充,在s2中,所述氧化剂溶液中第一氧化剂的物质的量份数、所述掺杂剂溶液中掺杂剂的物质的量份数和所述导电聚合物单体的体积份数的比为(3~6):(3.1~6.2):(0.2~0.25),所述体积份数的单位为ml,所述物质的量份数的单位为mmol。12、对本技术方案的进一步补充,在s3中,所述盐溶液为硫酸铜、硫代硫酸钠、氯化铁、氯化钠中的两种和水的混合溶液,两种盐和水的质量份数比为(0.9~1.1):(0.9~1.1):100,所述质量份数的单位为g,所述一定浓度的碘化钠溶液为0.09g/ml。13、对本技术方案的进一步补充,在s1、s2和s3中,所述烘干的温度均为55℃-60℃。14、一种柔性可穿戴热电织物制备方法制得的柔性可穿戴热电织物。15、其有益效果在于,(1)本发明所述的制备方法通过浸渍法可以快速、大量的制备高热电性能的柔性可穿戴热电织物,首先用简单的浸渍方式将棉织物与mxene进行复合,然后通过原位聚合工艺先在棉16、/mxene表面聚合了一层聚吡咯(ppy),mxene与ppy二者之间存在氢键、静电力和π共轭,这不仅在很大程度上可以修饰mxene片层上的缺陷,其次,在mxene与mxene片层之间提供了更多的电荷转移途径,很大程度上优化了热电织物的电导率;17、(2)通过引入无毒、易制备的碘化亚铜(cui)纳米晶体,这可以通过改变量子尺寸和声子散射增大提高seebeck系数,构建具有高热电性能的p型cotton/mxene/ppy/cui热电复合织物。技术特征:1.一种柔性可穿戴热电织物的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:2.根据权利要求1所述的柔性可穿戴热电织物的制备方法,其特征在于,在s1中,所述基体织物为棉、涤棉、涤纶中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的柔性可穿戴热电织物的制备方法,其特征在于,在s1中,浸渍时间为5-10min。4.根据权利要求1所述的柔性可穿戴热电织物的制备方法,其特征在于,在s2中,所述吡咯的浓度为0.95g/ml。5.根据权利要求1所述的柔性可穿戴热电织物的制备方法,其特征在于,在s2中,所述掺杂剂对甲苯磺酸(ptsa)浓度为0.015-0.02g/ml。6.根据权利要求1所述的柔性可穿戴热电织物的制备方法,其特征在于,在s3中,所述硫代硫酸钠、硫酸铜和碘化钠的浓度为0.09-0.1g/ml。7.根据权利要求1所述的柔性可穿戴热电织物的制备方法,其特征在于,在s3中,所述重复上述步骤几次为2~10次。8.根据权利要求1所述的热电织物的制备方法,其特征在于,在s1、s2和s3中,所述干燥的温度均为55℃-60℃。9.权利要求1-8任一项所述的方法制备得到柔性可穿戴热电织物。技术总结本发明公开了一种柔性可穿戴热电织物及其制备方法,制备方法包括以下步骤:S1、通过浸渍法,将基体织物浸渍于Mxene分散液中,经干燥得到Mxene复合织物;其中将4×4cm

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