聚偏氟乙烯改性氧化石墨烯智能柔性膜的湿电性能研究
2021-02-12张明明张立军穆曼曼毕亚东
张明明,张 津,张立军,穆曼曼,陈 瑜,毕亚东
(天津理工大学 化学化工学院,天津300384)
湿度响应对于工业、农业、医疗和家庭应用非常重要[1-3]。柔性湿度传感器在电子皮肤(e-skin)、可穿戴电子系统、软质机器人及非接触式传感器中存在很大的潜在应用市场,特别是在实时监测人体皮肤的湿度水平或人体周围的环境湿度等领域正引起越来越多的关注。作为具有可调的能量转换特性的石墨烯基材料[4-6],氧化石墨烯(graphene oxide,GO)富有强极性的含氧官能团,如羟基和羧基,这些官能团的含量对于材料在电子、能源相关器件和智能系统中的应用性能具有显著的调节作用[7-10],因此在智能材料领域中具有很好的应用前景。文献[11-14]报道了基于GO的水分刺激响应系统,对GO电导率随相对湿度的变化规律进行了研究,为GO在湿度响应方面的应用奠定了基础。
在已有的这些研究中,GO膜的稳定性问题一直被忽视或难于解决,而该性能往往成为其推广应用的限制性因素。为此,本研究在GO成膜的过程中引入了憎水性聚合物聚偏氟乙烯(palyvinylidene fluoride,PVDF),以利用这种聚合物成膜性好和稳定性高的优点,获得具有湿度响应性能的复合膜。
1 实验部分
1.1 仪器与试剂
本文实验采用Avatar370型红外波谱仪测定材料的红外(infrared,IR)光谱,使用带有水平测角仪和三硼酸铯(C5B3O5,CBO)交叉光学系统的Rigaku衍射仪(D/max 2500 PC,Japan)采集粉末的X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)数据(Cu Kα射线,K=0.154 06 nm),采用Zeiss Merlin Compact(Germany)型场发射扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)在5.0~10.0 kV下确定材料表面形态,用是德公司Keysight仪表34460A记录电信号变化。本文实验所用试剂均为分析纯。……
