CN111875798B - 高介电常数的CsPbX3/rGO/聚酰亚胺复合膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高介电常数的CsPbX3/rGO/聚酰亚胺复合膜及其制备方法。采用一种简便的方法合成高质量的CsPbX3钙钛矿粉末,在DMF溶剂中溶解得到CsPbBr3/DMF溶液;在CsPbBr3/DMF溶液中加入GO/DMF分散液,超声分散,然后加入到PAA预聚体溶液中,再将共混溶液经过涂膜,经过热亚胺化,得到CsPbX3/rGO/聚酰亚胺复合膜。与现有技术相比,本发明的CsPbX3/rGO/聚酰亚胺复合膜具有更高的介电常数(122~230),而且保持着聚酰亚胺优异的热学及力学性能。均匀分散在聚酰胺酸膜中的钙钛矿,在热亚胺化过程中重新结晶,形成纳米CsPbBr3/rGO颗粒,粒径为10~600纳米,提高了其介电常数。
Description
技术领域
本发明涉及聚酰亚胺复合膜及其制备方法,特别涉及一种聚酰亚胺、氧化石墨烯和钙钛矿CsPbX3的复合膜及其制备方法。
背景技术
聚酰亚胺是一类具有优异的热稳定性、机械性能及电性能的高性能高分子材料,广泛应用于汽车、航空航天、微电子等高科技领域。纯的聚酰亚胺介电常数较小(约2.5~3.5),限制其应用于高密度储能容器。通常把高介电陶瓷、导电金属粒子(银、铜、铝等)、碳材料或有机物质加入聚酰亚胺中制备高储能聚酰亚胺基复合材料。然而,添加物质与聚酰亚胺的不相容性、分布的不均匀性以及增加的介电损耗等,都会影响聚酰亚胺基复合材料广泛应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高介电常数的CsPbX3/rGO/聚酰亚胺复合膜及其制备方法。
本发明提供的一种CsPbX3/rGO/聚酰亚胺复合膜的制备方法,包括以下步骤:
(1)预聚阶段:将4,4′-二氨基联苯(ODA)与3,3′,4,4′-联苯四甲酸二酐在搅拌条件下,于-5~25℃反应6~12小时,得到聚酰胺酸溶液;在有机溶剂中加入钙钛矿CsPbX3粉末,超声分散后得到CsPbX3溶液;在CsPbX3溶液中加入GO/有机溶剂分散液(氧化石墨烯的有机溶剂分散液),超声分散,然后加入到所述聚酰胺酸溶液中,在0~25℃下搅拌5~20小时,得到CsPbX3/GO/PAA共混溶液;其中,所述CsPbX3为CsPbBr3、CsPbCl3或CsPbI3;
(2)热亚胺化阶段:将步骤(1)得到的CsPbX3/GO/PAA共混溶液倾倒在平板上,在40~60℃烘6~12小时,再在60~100℃干燥6~12小时,最后在200~400℃下亚胺化,即可得到CsPbX3/rGO/聚酰亚胺复合膜。
优选地,所述搅拌条件为以300~1200rpm的速度搅拌。
优选地,所述聚酰胺酸溶液的特性粘度为1.0~3.5dl/g。
优选地,所述聚酰胺酸溶液中聚合物浓度为10%(质量比例)。
优选地,所述有机溶剂为N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)或者N,N-二甲基甲酰胺(DMF)。
优选地,所述GO/有机溶剂分散液为氧化石墨烯的N,N-二甲基乙酰胺分散液或者氧化石墨烯的N,N-二甲基甲酰胺分散液。
优选地,所述GO分散液中GO的含量为0.5%(质量比例)。
优选地,所述平板为玻璃板。
上述方法得到的CsPbX3/rGO/聚酰亚胺复合膜,具有很高的介电常数,能够用于制备高温薄膜电容器。
本发明的技术效果是:通过将钙钛矿粉溶液、氧化石墨烯分散液、聚酰胺酸溶液在特定条件下共混,然后亚胺化处理获得了高介电常数高性能的CsPbX3/rGO/聚酰亚胺复合膜,克服了纯聚酰亚胺介电常数低等问题;制备的复合膜膜介电常数在113~230之间,介电损耗小于0.5,拉伸强度为30~136MPa,5%热分解温度高于540℃,热学性能和力学性能都适于制备高温薄膜电容器。
附图说明
图1为扫描电镜图;其中,a图为显示了钙钛矿CsPbBr3/GO在聚酰胺酸中的分布,b图显示了纳米钙钛矿CsPbBr3/rGO在聚酰亚胺中的分布。
具体实施方式
下面将结合实施例1~5来详细说明本发明所具有的有益效果,旨在帮助阅读者更好地理解本发明的实质,但不能对本发明的实施和保护范围构成任何限定。
实施例1:
(1)预聚阶段:将4,4′-二氨基联苯与3,3′,4,4′-联苯四甲酸二酐,在1200rpm的机械搅拌下,于25℃反应6小时,得到特性粘度为2.2dl/g的聚酰胺酸溶液(PAA预聚体溶液);在 DMF中加入钙钛矿CsPbBr3粉末,超声分散后得到透明的CsPbBr3/DMF溶液,控制CsPbBr3/DMF溶液的固含量为1%;在固含量为1%的CsPbBr3/DMF溶液中加入GO含量为0.5%的GO/DMF分散液,超声分散,然后加入到聚合物浓度为10%的PAA预聚体溶液中,在25℃下搅拌5小时,得到1%钙钛矿的CsPbBr3/GO/PAA共混溶液;
(2)热亚胺化阶段:将步骤(1)得到的CsPbBr3/GO/PAA共混溶液倾倒在玻璃板上,在玻璃板上均匀涂膜,再转移在烘胶台上,在40℃烘6小时,再转入真空烘箱在60℃干燥6小时,200℃下亚胺化,即可得1%钙钛矿的CsPbBr3/rGO/聚酰亚胺复合膜。
本实施例所制备的纳米CsPbBr3/rGO/聚酰亚胺复合膜,钙钛矿CsPbBr3含量为1%。所得的CsPbBr3/rGO/聚酰亚胺复合膜具有优异的介电性能,其介电常数为122(102),远大于普通的聚酰亚胺的介电常数(2.5~3.5),介电损耗小于0.25(105Hz)。所得的CsPbBr3/rGO/聚酰亚胺复合膜还具有优异的机械性能,其拉伸强度为137MPa,断裂伸长率为8.5%。而且,所得的CsPbBr3/rGO/聚酰亚胺复合膜还具有优异的热学性能,氮气氛围中5%失重温度为534℃, 800℃最后残留重量为52.7%。
实施例2:
(1)预聚阶段:将4,4′-二氨基联苯与3,3′,4,4′-联苯四甲酸二酐,在1200rpm的机械搅拌下,于25℃反应6小时,得到特性粘度为2.2dl/g的聚酰胺酸溶液(PAA预聚体溶液);在 DMF中加入钙钛矿CsPbBr3粉末,超声分散后得到透明的CsPbBr3/DMF溶液,控制CsPbBr3/DMF溶液的固含量为3%;在固含量为3%的CsPbBr3/DMF溶液中加入GO含量为0.5%的GO/DMF分散液,超声分散,然后加入到聚合物浓度为10%的PAA预聚体溶液中,在25℃下搅拌5小时,得到3%钙钛矿的CsPbBr3/GO/PAA共混溶液;
(2)热亚胺化阶段:将步骤(1)得到的CsPbBr3/GO/PAA共混溶液倾倒在玻璃板上,在玻璃板上均匀涂膜,再转移在烘胶台上,在40℃烘6小时,再转入真空烘箱在60℃干燥6小时,200℃下亚胺化,即可得3%钙钛矿的CsPbBr3/rGO/聚酰亚胺复合膜。
本实施例所制备的纳米CsPbBr3/rGO/聚酰亚胺复合膜,钙钛矿CsPbBr3含量为3%。所得的CsPbBr3/rGO/聚酰亚胺复合膜具有优异的介电性能,其介电常数为142(102),远大于普通的聚酰亚胺的介电常数(2.5~3.5),介电损耗小于0.30(105Hz)。所得的CsPbBr3/rGO/聚酰亚胺复合膜具有优异的机械性能,其拉伸强度为131MPa,断裂伸长率为7.1%。而且,所得的CsPbBr3/rGO/聚酰亚胺复合膜具有优异的热学性能,氮气氛围中5%失重温度为544℃, 800℃最后残留重量为55.7%。
实施例3:
(1)预聚阶段:将4,4′-二氨基联苯与3,3′,4,4′-联苯四甲酸二酐,在1200rpm的机械搅拌下,于25℃反应6小时,得到特性粘度为2.2dl/g的聚酰胺酸溶液(PAA预聚体溶液);在 DMF中加入钙钛矿CsPbBr3粉末,超声分散后得到透明的CsPbBr3/DMF溶液,控制CsPbBr3/DMF溶液的固含量为5%;在固含量为5%的CsPbBr3/DMF溶液中加入GO含量为0.5%的GO/DMF分散液,超声分散,然后加入到聚合物浓度为10%的PAA预聚体溶液中,在25℃下搅拌5小时,得到5%钙钛矿的CsPbBr3/GO/PAA共混溶液;
(2)热亚胺化阶段:将步骤(1)得到的CsPbBr3/GO/PAA共混溶液倾倒在玻璃板上,在玻璃板上均匀涂膜,再转移在烘胶台上,在40℃烘6小时,再转入真空烘箱在60℃干燥6小时,200℃℃下亚胺化,即可得5%钙钛矿的CsPbBr3/rGO/聚酰亚胺复合膜。
本实施例所制备的CsPbBr3/rGO/聚酰亚胺复合膜,钙钛矿CsPbBr3含量为5%。所得的 CsPbBr3/rGO/聚酰亚胺复合膜具有优异的介电性能,其介电常数为165(102),远大于普通的聚酰亚胺的介电常数(2.5~3.5),介电损耗小于0.35(105Hz)。所得的CsPbBr3/rGO/聚酰亚胺复合膜具有优异的机械性能,其拉伸强度为130MPa,断裂伸长率为7.4%。而且,所得的 CsPbBr3/rGO/聚酰亚胺复合膜具有优异的热学性能,氮气氛围中5%失重温度为549℃,800℃最后残留重量为57.6%。
实施例4:
(1)预聚阶段:将4,4′-二氨基联苯与3,3′,4,4′-联苯四甲酸二酐,在1200rpm的机械搅拌下,于25℃反应6小时,得到特性粘度为2.2dl/g的聚酰胺酸溶液(PAA预聚体溶液);在 DMF中加入钙钛矿CsPbBr3粉末,超声分散后得到透明的CsPbBr3/DMF溶液,控制CsPbBr3/DMF溶液的固含量为7%;在固含量为7%的CsPbBr3/DMF溶液中加入GO含量为0.5%的GO/DMF分散液,超声分散,然后加入到聚合物浓度为10%的PAA预聚体溶液中,在25℃下搅拌5小时,得到7%钙钛矿的CsPbBr3/GO/PAA共混溶液。
(2)热亚胺化阶段:将步骤(1)得到的CsPbBr3/GO/PAA共混溶液倾倒在玻璃板上,在玻璃板上均匀涂膜,再转移在烘胶台上,在40℃烘6小时,再转入真空烘箱在60℃干燥6小时,200℃下亚胺化,即可得7%钙钛矿的CsPbBr3/rGO/聚酰亚胺复合膜。
本实施例所制备的CsPbBr3/rGO/聚酰亚胺复合膜,钙钛矿CsPbBr3含量为7%。所得的 CsPbBr3/rGO/聚酰亚胺复合膜具有优异的介电性能,其介电常数为181(102),远大于普通的聚酰亚胺的介电常数(2.5~3.5),介电损耗小于0.49(105Hz)。所得的CsPbBr3/rGO/聚酰亚胺复合膜具有优异的机械性能,其拉伸强度为120MPa,断裂伸长率为7.1%。而且,所得的 CsPbBr3/rGO/聚酰亚胺复合膜具有优异的热学性能,氮气氛围中5%失重温度为554℃,800℃最后残留重量为59.6%。
实施例5:
(1)预聚阶段:将4,4′-二氨基联苯与3,3′,4,4′-联苯四甲酸二酐,在1200rpm的机械搅拌下,于25℃反应6小时,得到特性粘度为2.2dl/g的聚酰胺酸溶液(PAA预聚体溶液);在 DMF中加入钙钛矿CsPbBr3粉末,超声分散后得到透明的CsPbBr3/DMF溶液,控制CsPbBr3/DMF溶液的固含量为10%;在固含量为10%的CsPbBr3/DMF溶液中加入GO含量为0.5%的GO/DMF分散液,超声分散,然后加入到聚合物浓度为10%的PAA预聚体溶液中,在25℃下搅拌5小时,得到10%钙钛矿的CsPbBr3/GO/PAA共混溶液。
(2)热亚胺化阶段:将步骤(1)得到的CsPbBr3/GO/PAA共混溶液倾倒在玻璃板上,在玻璃板上均匀涂膜,再转移在烘胶台上,在40℃烘6小时,再转入真空烘箱在60℃干燥6小时,200℃下亚胺化,即可得10%钙钛矿的CsPbBr3/rGO/聚酰亚胺复合膜。
本实施例所制备的CsPbBr3/rGO/聚酰亚胺复合膜,钙钛矿CsPbBr3含量为10%。所得的 CsPbBr3/rGO/聚酰亚胺复合膜具有优异的介电性能,其介电常数为200(102),远大于普通的聚酰亚胺的介电常数(2.5~3.5),介电损耗小于0.56(105Hz)。所得的CsPbBr3/rGO/聚酰亚胺复合膜具有优异的机械性能,其拉伸强度为111MPa,断裂伸长率为6.2%。而且,所得的 CsPbBr3/rGO/聚酰亚胺复合膜具有优异的热学性能,氮气氛围中5%失重温度为572℃,800℃最后残留重量为61.2%。
由图1可知,均匀分散在聚酰胺酸膜中的钙钛矿CsPbBr3,在亚胺化加热过程中重新结晶,CsPbBr3与rGO混合成纳米颗粒,粒径为10~600纳米。从a图可以看出,CsPbBr3粉末分散在聚酰胺酸预聚体中,通过亚胺化后,CsPbBr3粉末在rGO周围重新结晶,形成纳米颗粒;在b图可见纳米颗粒分布,在外电场作用下可形成无数微电池,从而CsPbBr3/rGO/聚酰亚胺复合膜具有高介电常数。
以上实施方式仅用于说明本发明,而并非对本发明的限制,有关技术领域的普通技术人员,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,还可以做出各种变化和变型,因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴,本发明的保护范围应由权利要求限定。
Claims (10)
1.一种CsPbX3/rGO/聚酰亚胺复合膜的制备方法,包括以下步骤:
(1)预聚阶段:将4,4′-二氨基联苯与3,3′,4,4′-联苯四甲酸二酐在搅拌条件下,于-5~25℃反应6~12小时,得到聚酰胺酸溶液;在有机溶剂中加入钙钛矿CsPbX3粉末,超声分散后得到CsPbX3溶液;在CsPbX3溶液中加入GO/有机溶剂分散液,超声分散,然后加入到所述聚酰胺酸溶液中,在0~25℃下搅拌5~20小时,得到CsPbX3/GO/PAA共混溶液;其中,所述CsPbX3为CsPbBr3、CsPbCl3或CsPbI3;
(2)热亚胺化阶段:将步骤(1)得到的CsPbX3/GO/PAA共混溶液倾倒在平板上,在40~60℃烘6~12小时,再在60~100℃干燥6~12小时,最后在200~400℃下亚胺化,即可得到CsPbX3/rGO/聚酰亚胺复合膜。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述搅拌条件为以300~1200 rpm的速度搅拌。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述聚酰胺酸溶液的特性粘度为1.0~3.5dl/g。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述聚酰胺酸溶液中聚合物按质量比例计算的浓度为10%。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述有机溶剂为N,N-二甲基乙酰胺或者N,N-二甲基甲酰胺。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述GO/有机溶剂分散液为氧化石墨烯的N,N-二甲基乙酰胺分散液或者氧化石墨烯的N,N-二甲基甲酰胺分散液。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于:所述GO/有机溶剂分散液中GO按质量比例计算的含量为0.5%。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述平板为玻璃板。
9.根据权利要求1~8任一权利要求所述的方法得到的CsPbX3/rGO/聚酰亚胺复合膜。
10.根据权利要求9所述的CsPbX3/rGO/聚酰亚胺复合膜在制备高温薄膜电容器中的应用。
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Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007106839A (ja) * | 2005-10-12 | 2007-04-26 | Toyobo Co Ltd | ポリイミドフィルムおよびプリント配線基板用ベース基板 |
CN100999589A (zh) * | 2006-12-22 | 2007-07-18 | 东南大学 | 合成高介电常数的聚酰亚胺/纳米钛酸钡复合薄膜的方法 |
CN101070427A (zh) * | 2007-05-18 | 2007-11-14 | 西安交通大学 | 钛酸锶钡/聚酰亚胺介电可调复合材料厚膜的制备方法 |
CN103275488A (zh) * | 2013-06-08 | 2013-09-04 | 华东理工大学 | 聚酰亚胺高介电复合材料及其制备方法 |
CN103724622A (zh) * | 2013-12-06 | 2014-04-16 | 哈尔滨理工大学 | 一种铌酸钾钠/聚酰亚胺高介电薄膜的制备方法 |
CN104672900A (zh) * | 2015-02-10 | 2015-06-03 | 北京化工大学常州先进材料研究院 | 一种高介电常数聚酰亚胺/多壁碳纳米管/纳米钛酸钡复合薄膜及其制备方法 |
CN104861958A (zh) * | 2015-05-14 | 2015-08-26 | 北京理工大学 | 一种钙钛矿/聚合物复合发光材料及其制备方法 |
CN107513166A (zh) * | 2017-09-01 | 2017-12-26 | 湖北大学 | 一种新型CH3NH3PbI3/聚酰亚胺复合材料及其制备方法 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101861629B (zh) * | 2008-01-18 | 2012-02-01 | 东丽株式会社 | 高介电常数糊剂组合物及使用其的电介质组合物 |
-
2020
- 2020-08-01 CN CN202010764045.1A patent/CN111875798B/zh active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007106839A (ja) * | 2005-10-12 | 2007-04-26 | Toyobo Co Ltd | ポリイミドフィルムおよびプリント配線基板用ベース基板 |
CN100999589A (zh) * | 2006-12-22 | 2007-07-18 | 东南大学 | 合成高介电常数的聚酰亚胺/纳米钛酸钡复合薄膜的方法 |
CN101070427A (zh) * | 2007-05-18 | 2007-11-14 | 西安交通大学 | 钛酸锶钡/聚酰亚胺介电可调复合材料厚膜的制备方法 |
CN103275488A (zh) * | 2013-06-08 | 2013-09-04 | 华东理工大学 | 聚酰亚胺高介电复合材料及其制备方法 |
CN103724622A (zh) * | 2013-12-06 | 2014-04-16 | 哈尔滨理工大学 | 一种铌酸钾钠/聚酰亚胺高介电薄膜的制备方法 |
CN104672900A (zh) * | 2015-02-10 | 2015-06-03 | 北京化工大学常州先进材料研究院 | 一种高介电常数聚酰亚胺/多壁碳纳米管/纳米钛酸钡复合薄膜及其制备方法 |
CN104861958A (zh) * | 2015-05-14 | 2015-08-26 | 北京理工大学 | 一种钙钛矿/聚合物复合发光材料及其制备方法 |
CN107513166A (zh) * | 2017-09-01 | 2017-12-26 | 湖北大学 | 一种新型CH3NH3PbI3/聚酰亚胺复合材料及其制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
In Situ Synthesis of Ultrastable CsPbBr3 Perovskite Nanocrystals Coated with Polyimide in a CSTR System;Jibin Zhang et al.;《ACS Applied Materials & Interfaces》;20191219;第3080-3085页 * |
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