纤维素/ZnO压电纸的制备与性能 *
2021-07-12秦东磊史宝利
功能材料 2021年6期
关键词:影响
秦东磊,史宝利
(东北林业大学 化学化工与资源利用学院,哈尔滨 150040)
0 引 言
压电材料是指受到压力作用时会在两端面间出现电压的材料[1]。压电材料分为无机和有机两大类[2]。无机压电材料具有压电系数高、易掺杂改性、稳定性好、使用寿命长等特点。有机压电材料具有较高的柔韧性、低密度、低阻抗和高压电电压常数等优点[3]。压电材料广泛应用于许多电子应用中,如换能器、传感器和致动器[4-5]。
纤维素是地球上最丰富的天然聚合物,广泛存在于棉花和木材中,具有可再生和可生物降解的突出优点,属于环境友好型天然高分子[6-9]。纤维素的压电效应在很早之前就曾报道过,压电性的重要来源是纤维素中高度有序的氢键网络导致不对称的晶体结构和永久偶极矩[10-11]。当施加应力或应变时,晶格会产生一个相对位移,使偶极子在单方向上取向,上下电极产生压电势[12]。
氧化锌(ZnO)是一种价格低廉的绿色半导体材料,在常温下具有较宽的能带隙,晶体的对称性质使其具有压电效应[13-15]。ZnO生长过程简单,具有较多的外观形态、独特的多维特性和较高的压电张量,成为机电耦合的重要材料之一,是人们广泛研究的材料[16,17]。
为了降低压电材料的原料成本,在本实验中,我们以滤纸和ZnO为原料,采用两种方法制备了纤维素/ZnO压电纸。一种是将纸屑直接粉碎,另一种是用有机溶剂N,N-二甲基乙酰胺/氯化锂(DMAc/LiCl)将纸屑溶解[18-20]。通过扫描电镜、压电性能测试对压电纸的结构和性能进行表征。……
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