CN113115181A - 用于产生声音的MXene/rGO复合膜及其制备方法和柔性声学器件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于产生声音的MXene/rGO复合膜，包括第一还原氧化石墨烯膜层、第二还原氧化石墨烯膜层以及中间膜层，所述中间膜层设于第一还原氧化石墨烯膜层与第二还原氧化石墨烯膜层之间；所述中间膜层包括MXene膜层。本发明还提供了一种用于产生声音的MXene/rGO复合膜的制备方法和一种柔性声学器件。本发明用于产生声音的MXene/rGO复合膜为自支撑发声膜，无需衬底支撑，不存在衬底焦耳热泄露的问题，提高了复合膜的热声效率和发声性能。
Description
技术领域
本发明涉及柔性声学器件技术领域，具体涉及一种用于产生声音的MXene/rGO复合膜，本发明还涉及一种用于产生声音的MXene/rGO复合膜的制备方法，本发明还涉及一种采用上述MXene/rGO复合膜的柔性声学器件。
背景技术
近年来，还原氧化石墨烯(rGO)凭借其优异的导热性和柔韧性，被广泛的应用于柔性电子器件包括柔性纳米发电机，超级电容器，柔性扬声器等领域。与此同时，Mxene作为新一类的二维过渡金属碳氮化合物，具备优异的金属导电性和亲水性，广泛用于储能、筛膜、电磁干扰屏蔽以及生物传感器。
据文献报道，清华大学田禾团队提出的“一种基于还原氧化石墨烯的发声装置”和“利用二维的碳化钛(Mxene)薄膜制作的发声装置”。前者用氢碘酸还原氧化石墨烯纸得到基底为聚对苯二甲酸乙二醇酯的还原氧化石墨烯薄膜，后者用盐酸和氟化锂刻蚀钛铝碳(Ti3AlC2)获得基底为阳极氧化铝和聚酰亚胺的Mxene薄膜。然后利用还原氧化石墨烯和Mxene的热声效应在膜片的两端加上交流电使薄膜发射声音。通过改变氧化还原石墨烯薄膜曲面的曲率探究声音在远近场的性能以及通过测试声压与输入功率、距离的关系和频率响应特性探究Mxene的发声性能。但这两者都存在以下缺陷：
(1)在一定范围内器件的频响不均匀度较大。在有效频率范围内最大声压和最小声压的差称为扬声器系统的不均匀度。一般来说，扬声器系统的不均匀度越小越好，频率响应曲线也就越显平坦，声音重放能力也就越强。但前两者在5KHz-20KHz的频率范围内不均匀度较大，频率响应曲线波动范围较大。
(2)单一材料的固有缺陷。还原氧化石墨烯导热性能一般，电阻相对较大，能够产生的声压并不高，在需要发出较大声压设备的运用上具有较大的限制；而且MXene膜柔韧性差、易氧化，氧化后的MXene导电能力急剧下降会导致器件的驱动电压增大，致使器件可操作性不强。
(3)都采用了基底作为支撑。前者工作无论是基于还原氧化石墨烯还是基于Mxene的器件都使用了衬底，但衬底会使焦耳热泄漏，使得热声效率降低，从理论上来说影响材料的发声性能。
开发出一种柔性的、频响均匀、发声稳定且无需基底支撑的声学器件成为声学器件研发领域的一大热点和难点。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种用于产生声音的MXene/rGO复合膜，本发明还提供了一种用于产生声音的MXene/rGO复合膜的制备方法，本发明还提供了一种采用上述MXene/rGO复合膜的柔性声学器件，以解决现有的发声复合膜存在的频响均匀度低、单一材料固有缺陷以及基底焦耳热泄露等问题。
第一方面，本发明提供了一种用于产生声音的MXene/rGO复合膜，包括第一还原氧化石墨烯膜层、第二还原氧化石墨烯膜层以及中间膜层，所述中间膜层设于第一还原氧化石墨烯膜层与第二还原氧化石墨烯膜层之间；
所述中间膜层包括MXene膜层。
本发明用于产生声音的MXene/rGO复合膜包括第一还原氧化石墨烯膜层、中间膜层以及第二还原氧化石墨烯膜层，其中中间膜层设于第一还原氧化石墨烯膜层与第二还原氧化石墨烯膜层之间，由此制备出一种三明治结构的MXene/rGO复合膜。利用柔韧性更强的GO作为支架，将MXene包裹在两片GO膜中间以获得三明治结构的MXene/GO复合膜，然后利用氢碘酸还原法获得三明治结构的自支撑MXene/rGO复合膜。通过rGO膜层包裹MXene膜层，能够有效保护MXene膜层，防止MXene膜氧化。rGO膜层包裹MXene膜层后制得MXene/GO复合膜兼具还原氧化石墨烯的柔韧性和MXene高导电率，表现出良好的热声性能，它在柔性和轻便的声音发射器件领域有着广泛的应用，是传统声发射器件的一种很有前途的替代品。
本发明用于产生声音的MXene/rGO复合膜为自支撑发声膜，无需衬底支撑，不存在衬底焦耳热泄露的问题，提高了复合膜的热声效率和发声性能。本发明用于产生声音的MXene/rGO复合膜结构简单、成本低，兼具Mxene和rGO导电性好、柔韧性佳的优点，制备具有产生更高的热声效应的无基底的柔性发声器件。作为扬声器时，该复合膜在交流电的激励下在200Hz-20KHz频率范围内能产生声音。此外，其输出声音的频率和幅值都可通过输入交流电的频率和功率控制。
优选的，所述中间膜层包括第三还原氧化石墨烯膜层及MXene膜层，所述第三还原氧化石墨烯膜层与MXene膜层交替叠加。由此，通过第三还原氧化石墨烯膜层与MXene膜层交替叠加能够进一步丰富中间膜层的结构，提升MXene/rGO复合膜的导电性能、柔韧性，也能有效提升MXene/rGO复合膜的热声效能。
优选的，所述MXene/rGO复合膜中，所述MXene的质量分数为10％～90％，所述还原氧化石墨烯的质量分数为10％～90％。不同质量配比的MXene和还原氧化石墨烯的MXene/rGO复合膜，其输出声压有所变化。生产过程中也能基于成本考虑、输出声压要求考虑等因素决定MXene与还原氧化石墨烯的配比。
更优选的，所述MXene的质量分数为50％～90％，所述还原氧化石墨烯的质量分数为10％～50％。
最优选的，所述MXene的质量分数为90％，所述还原氧化石墨烯的质量分数为10％。
第二方面，本发明还提供了一种用于产生声音的MXene/rGO复合膜的制备方法，包括以下步骤：
制备第一还原氧化石墨烯膜层：提供氧化石墨烯分散液，将有机滤膜放置于漏斗上，将氧化石墨烯分散液缓慢倒到有机滤膜上，抽滤、沉积，制得第一还原氧化石墨烯膜层；
制备MXene膜层：提供MXene分散液，将MXene分散液缓慢倒到第一还原氧化石墨烯膜层上，抽滤、沉积，制得MXene膜层；
制备MXene/GO复合膜：将氧化石墨烯分散液缓慢倒到MXene膜层上，抽滤、沉积，分离有机滤膜，制得MXene/GO复合膜；
后处理：将MXene/GO复合膜浸入还原试剂中还原，再进行清洗、干燥，制得MXene/rGO复合膜。
本发明第二方面用于产生声音的MXene/rGO复合膜的制备方法采用交替抽滤、分离、还原、洗涤和干燥等步骤制备MXene/rGO复合膜，具有制备过程简单步骤简单、成本低等优点，MXene/rGO复合膜层级结构以及质量配比容易控制，方便基于不同的生产需求进行定制，可用于大规模工业化生产等优点。
优选的，在制备第一还原氧化石墨烯膜层步骤和制备MXene膜层步骤中，所述氧化石墨烯分散液为氧化石墨烯的去离子水分散液，其中氧化石墨烯的浓度为1mg/ml；
所述MXene分散液为MXene的去离子水分散液，其中MXene的浓度为1mg/ml；
所述有机滤膜为聚偏氟乙烯有机滤膜。氧化石墨烯分散液及MXene分散液均采用等浓度分散液，可以通过轻松控制两者的体积配比调控两者的质量配比，低浓度的MXene分散液和氧化石墨烯分散液，也方便材料的分散和控制膜层的均匀度。
优选的，在制备第一还原氧化石墨烯膜层步骤中，将有机滤膜在乙醇溶液中浸泡，所述漏斗为砂芯漏斗；
所述有机滤膜的孔径为0.22um，直径为25mm。有机滤膜预先浸泡于乙醇溶液中能够加快抽率速度，选用砂芯漏斗也方便操作，利于有机滤膜贴合。有机滤膜的孔径和直径既能实现保证氧化石墨烯与MXene材料截留于滤膜上，还能保证溶剂快速分离。
优选的，在制备MXene/GO复合膜步骤中，分离有机滤膜采用反向挤压方式将有机滤膜分离。反向挤压方式将有机滤膜分离，既能实现MXene/GO复合膜与有机滤膜顺利分离，还能避免分离过程中对MXene/GO复合膜造成结构损坏。
优选的，在后处理步骤中，将MXene/GO复合膜浸入还原试剂后，将还原试剂转移至100℃油浴下加热1h；
所述还原试剂为质量分数为55％的氢碘酸。采用氢碘酸还原两面的氧化石墨烯层，能够确保氧化石墨烯高效还原为还原氧化石墨烯，另外，100℃油浴下加热1h的条件也能进一步提升还原效率。
优选的，在后处理步骤中，所述清洗的具体操作为：用无水乙醇和去离子水交替清洗，所述干燥的具体操作为：真空干燥。通过清洗步骤能够快速清除MXene/GO复合膜上的还原性试剂，干燥步骤也能进一步固定MXene/GO复合膜的层级结构，最终达到稳定MXene/GO复合膜的作用。
第三方面，本发明还提供了一种柔性声学器件，其如本发明第一方面所述的用于产生声音的MXene/rGO复合膜。
本发明柔性声学器件采用MXene/rGO复合膜，具有频响均匀度高、柔韧性好、导电性佳、器件性能稳定、热声效率高、无衬底焦耳热产生等优点。
本发明的优点将会在下面的说明书中部分阐明，一部分根据说明书是显而易见的，或者可以通过本发明实施例的实施而获知。
附图说明
为更清楚地阐述本发明的内容，下面结合附图与具体实施例来对其进行详细说明。
图1为本发明一实施方式提供的用于产生声音的MXene/rGO复合膜的结构示意图；
图2为本发明另一实施方式提供的用于产生声音的MXene/rGO复合膜的结构示意图；
图3为实施例1中用于产生声音的MXene/rGO复合膜的制备方法的流程图；
图4为用于产生声音的MXene/rGO复合膜的发声原理图；
图5为声源测试平台的结构示意图；
图6为测试结果图。
具体实施方式
以下所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
第一方面，本发明提供了一种用于产生声音的MXene/rGO复合膜，包括第一还原氧化石墨烯膜层、第二还原氧化石墨烯膜层以及中间膜层，所述中间膜层设于第一还原氧化石墨烯膜层与第二还原氧化石墨烯膜层之间；
所述中间膜层包括MXene膜层。
优选的，所述中间膜层包括第三还原氧化石墨烯膜层及MXene膜层，所述第三还原氧化石墨烯膜层与MXene膜层交替叠加。本实施例中提供了一种从下往上依次为第一还原氧化石墨烯膜层、MXene膜层、第二还原氧化石墨烯膜层的三明治结构复合膜，在其它实施例中，还可以是从下往上依次为第一还原氧化石墨烯膜层、MXene膜层、第三还原氧化石墨烯膜层、MXene膜层、第二还原氧化石墨烯膜层等多层级复合膜。
优选的，所述MXene/rGO复合膜中，所述MXene的质量分数为10％～90％，所述还原氧化石墨烯的质量分数为10％～90％。例如，MXene的质量分数为10％，还原氧化石墨烯的质量分数为90％；又例如MXene的质量分数为25％，还原氧化石墨烯的质量分数为75％；又例如MXene的质量分数为50％，还原氧化石墨烯的质量分数为50％；又例如MXene的质量分数为75％，还原氧化石墨烯的质量分数为25％；又例如MXene的质量分数为90％，还原氧化石墨烯的质量分数为10％。
更优选的，所述MXene的质量分数为50％～90％，所述还原氧化石墨烯的质量分数为10％～50％。
最优选的，所述MXene的质量分数为90％，所述还原氧化石墨烯的质量分数为10％。
第二方面，本发明还提供了一种用于产生声音的MXene/rGO复合膜的制备方法，包括以下步骤：
制备第一还原氧化石墨烯膜层：提供氧化石墨烯分散液，将有机滤膜放置于漏斗上，将氧化石墨烯分散液缓慢倒到有机滤膜上，抽滤、沉积，制得第一还原氧化石墨烯膜层；
制备MXene膜层：提供MXene分散液，将MXene分散液缓慢倒到第一还原氧化石墨烯膜层上，抽滤、沉积，制得MXene膜层；
制备MXene/GO复合膜：将氧化石墨烯分散液缓慢倒到MXene膜层上，抽滤、沉积，分离有机滤膜，制得MXene/GO复合膜；
后处理：将MXene/GO复合膜浸入还原试剂中还原，再进行清洗、干燥，制得MXene/rGO复合膜。
优选的，在制备第一还原氧化石墨烯膜层步骤和制备MXene膜层步骤中，所述氧化石墨烯分散液为氧化石墨烯的去离子水分散液，其中氧化石墨烯的浓度为1mg/ml；
所述MXene分散液为MXene的去离子水分散液，其中MXene的浓度为1mg/ml。在其它实施例中，氧化石墨烯分散液的浓度与MXene分散液的浓度也可以不同，氧化石墨烯分散液的浓度与MXene分散液的浓度可以是2mg/ml、5mg/ml、10mg/ml、20mg/ml、50mg/ml或者100mg/ml。
优选的，所述有机滤膜为聚偏氟乙烯有机滤膜，在其它实施例中，还可以为其它类型的有机滤膜。
优选的，在制备第一还原氧化石墨烯膜层步骤中，将有机滤膜在乙醇溶液中浸泡，所述漏斗为砂芯漏斗；
所述有机滤膜的孔径为0.22um，直径为25mm。在其它实施例中，漏斗还可以有其它选择，有机滤膜的孔径的孔径和直径也可以基于需求进行调整。
优选的，在制备MXene/GO复合膜步骤中，分离有机滤膜采用反向挤压方式将有机滤膜分离。
优选的，在后处理步骤中，将MXene/GO复合膜浸入还原试剂后，将还原试剂转移至100℃油浴下加热1h；
所述还原试剂为质量分数为55％的氢碘酸。在其它实施例中，还原性试剂还可以是水合肼、抗坏血酸、硼氢化钠等常用石墨烯还原剂，质量分数、油浴条件也可以基于实际需求进行调整。
优选的，在后处理步骤中，所述清洗的具体操作为：用无水乙醇和去离子水交替清洗，所述干燥的具体操作为：真空干燥。
第三方面，本发明还提供了一种柔性声学器件，其如本发明第一方面所述的用于产生声音的MXene/rGO复合膜。
实施例1
请参照图1，图1为一种实施方式的用于产生声音的MXene/rGO复合膜，该MXene/rGO复合膜从下至上依次包括第一还原氧化石墨烯膜层1、中间膜层2、第二还原氧化石墨烯膜层3，其中，中间膜层2为MXene膜层。第一还原氧化石墨烯膜层1覆合于MXene膜层的底面，第二还原氧化石墨烯膜层3覆合于MXene膜层的顶面，由此将MXene膜层包裹与还原氧化石墨烯膜层内，制备出一种三明治结构的MXene/rGO复合膜。
实施例2
请参照图2，图2为一种实施方式的用于产生声音的MXene/rGO复合膜，该MXene/rGO复合膜从下至上依次包括第一还原氧化石墨烯膜层1、中间膜层2、第二还原氧化石墨烯膜层3，其中，中间膜层2从下至上依次包括第一MXene膜层21、第三还原氧化石墨烯膜层22以及第二MXene膜层23。在中间膜层2中，第一MXene膜层21及第二MXene膜层23分别包裹第三还原氧化石墨烯膜层22的上下两个面，第一还原氧化石墨烯膜层1覆合于第一MXene膜层21的底面，第二还原氧化石墨烯膜层3覆合于第二MXene膜层23的顶面，由此将中间膜层2(包括MXene膜层)包裹与还原氧化石墨烯膜层内，制备出一种三明治结构的MXene/rGO复合膜。
实施例3
如图3所示，为本发明用于产生声音的MXene/rGO复合膜的制备方法的流程图，包括以下步骤：
制备第一还原氧化石墨烯膜层：提供浓度为1mg/ml的氧化石墨烯(GO)分散液，将聚偏氟乙烯(PVDF)有机滤膜(孔径为0.22um，直径为25mm)在乙醇溶液中浸泡3h以加快抽率速度同时用去离子水清洗砂芯抽滤装置。将预处理后的PVDF滤膜润湿后放在砂芯漏斗上，用夹子固定砂芯漏斗和30mL的抽滤瓶。随后取1mL的GO分散液缓慢倒入抽滤瓶中，打开真空泵，在PVDF滤膜上沉积GO膜层，获得连续均匀的第一还原氧化石墨烯膜层；
制备MXene膜层：提供浓度为1mg/ml的MXene分散液，取2mL的MXene分散液缓慢倒入抽滤瓶中，打开真空泵，利用PVDF滤膜将尺寸小于滤膜孔径的溶剂及小片径的MXene滤除，在PVDF滤膜上获得大片径，在PVDF滤膜上沉积MXene膜层，获得连续均匀的MXene膜层；
制备MXene/GO复合膜：重复制备第一还原氧化石墨烯膜层步骤，取1mL的GO分散液缓慢倒入抽滤瓶中，打开真空泵，在PVDF滤膜上沉积GO膜层，再通过反向挤压的方式将复合膜与PVDF滤膜分离，制得MXene/GO复合膜；
后处理：将分离后的MXene/GO复合膜浸没在浓度为55％的氢碘酸(HI)溶液中，在100℃下油浴加热1h，用无水乙醇和去离子水清洗以去除其表面残余的氢碘酸，最后通过真空干燥获得自支撑的MXene/GO复合膜(简称“50％-MXene/GO复合膜”)。
优选的，氧化石墨烯(GO)分散液采用如下方法制备：首先称取30mg的GO粉末放入离心管中，然后在离心管中加入30mL的去离子水获得GO悬浮液。随后用封口膜将离心管固定在超声波细胞粉碎机的探头上进行冰浴超声。最后获得棕黄色的GO分散液，GO分散液的浓度为1mg/mL。由于超声时探头温度会逐渐升高，为了防止温度过高损坏仪器，超声时装有GO分散液的离心管固定在冰水中以实现冰浴超声。此外，为了便于后期真空抽滤，GO分散液的超声时间设置为10min。
优选的，MXene分散液采用如下方法制备：
刻蚀：首先用去离子水做溶剂在离心管中配制20mL浓度为9mol/mL的盐酸溶液并将离心管放入油浴锅中。将磁力搅拌子放入盐酸溶液中，打开磁力加热搅拌器，控制转速为300rpm。在磁力搅拌下将1g氟化锂缓慢加入盐酸溶液中。然后在持续搅拌下将1g(400目)MAX缓慢地加入到混合溶液中。最后打开磁力加热搅拌器的温度开关，设置反应温度为40℃，在持续搅拌下油浴加热24h。
水洗：在离心管中加入去离子水利用离心机离心去除残余的氢氟酸。离心机的转速设置为5000rpm，离心时间为10min。离心后MXene纳米片附着在离心管的管壁与溶剂分离，将溶剂取出，再次加入去离子水进行离心，重复多次直至上清液pH值为6获得多层MXene分散液。利用PVDF滤膜(也经过预处理)过滤多层MXene分散液，真空烘干获得MXene粉末。
剥离：称取150mg的MXene粉末放入离心管中，然后在离心管中加入30mL的去离子水获得浓度为1mg/mL的多层MXene分散液并将离心管放入超声波清洗机中，冰浴超声40min，通过超声将多层的MXene纳米片剥离为少层的MXene纳米片。由于少层MXene纳米片容易被空气中的氧气氧化，超声时将通有氩气的气球固定在装有MXene的离心管上以避免与氧气接触。超声后对其离心，离心机的转速控制为5000rpm，离心时间为1h。离心后质量轻的少层MXene纳米片分布在上清液中，而贴附在管壁和管子底部的沉淀为多层MXene纳米片和部分未刻蚀成功的MAX。收集上清液稀释后即可获得浓度为1mg/ml的少层MXene分散液。
实施例4
实施例4与实施例3的区别仅在于：在制备MXene膜层步骤中，取6mL的MXene分散液缓慢倒入抽滤瓶中进行抽滤，最后制得自支撑的MXene/GO复合膜(简称“75％-MXene/GO复合膜”)。
实施例5
实施例5与实施例3的区别仅在于：在制备MXene膜层步骤中，取18mL的MXene分散液缓慢倒入抽滤瓶中进行抽滤，最后制得自支撑的MXene/GO复合膜(简称“90％-MXene/GO复合膜”)。
效果实施例
如图4所示，为本发明用于产生声音的MXene/rGO复合膜的发声原理图：在交流电信号激励下，导电薄膜内部产生随交流电信号变化的焦耳热，通过热传导，焦耳热辐射到周围空气中，使得导电薄膜周围的空气周期性的收缩、膨胀从而产生声音。声压是衡量热致发声器性能的重要指标，声压指声波振动引起的压强变化，单为Pa。由于人耳对声音强弱变化的感受与声压级(SPL)成正比，因此一般用声压级来表征声音大小。
测试方法：实验时，如图5搭建声源测试平台。实验仪器包括信号发生器(RIGOL DG1022)，功率放大器(Agitek ATA-3040)，专业电容麦克风(Earthworks M30)和动态信号分析仪(Agilent 35670A)。用自由移动的导电夹具固定还原氧化石墨烯混合Mxene薄膜，并通过夹具上的导电螺丝引出电线。信号发生器用以产生激励信号，该信号经过功率放大器后产生足够强的激励信号以驱动复合膜输出声音，该声音被专业电容麦克风(距离薄膜1厘米)采集并将其转化为电信号传送至动态信号分析仪，最终可记录并显示复合膜的输出声压级。为了降低外界声音的干扰，保证实验数据的准确性，整个测试在消声室进行。
采用三明治结构制备的MXene/GO复合膜轻薄、表面光滑、结构完整、柔韧性优异、可弯曲度高并且表现出较好的低阻特性(50％-MXene/rGO复合膜的初始电阻约80Ω)，厚度约为4um。输出声压是热致发声器的主要性能指标。由复合膜的热声理论分析可知输入功率，声音频率以及复合膜中MXene的质量比会影响输出声压，且以往研究表明基底也会影响输出声压，因此，分别测试这些因素与输出声压的关系。并且，通过建立基于MXene/rGO复合膜的热声扬声器的理论模型，并对复合膜输出声压的测试值和理论值进行比较，为了方便理论计算测试所用的薄膜面积都裁剪为1×1cm2。
输入功率对输出声压的影响：
将50％-MXene/rGO复合膜固定在导电夹具上测试不同功率下复合膜的输出声压。控制激励信号为5kHz频率的交流信号，麦克风与50％-MXene/rGO复合膜的垂直距离为1cm。然后，改变功率放大器的增益获得不同输入功率，最后，通过动态信号分析仪记录不同输入功率下复合膜的输出声压级并通过计算获得对应的声压值。
实验结果如图6(a)所示，通过对数据进行线性拟合分析可知在0.1-0.7W的功率范围内，复合膜的输出声压与输入功率线性相关；当输入功率大于0.8W时，输出电压将急剧下降最终导致复合膜烧断。这表明此复合膜能长时间稳定输出高声压的输入功率即额定功率为0.7W，并且在此范围内可通过控制输入功率控制输出声压值。
声音频率对输出电压的影响：
将50％-MXene/rGO复合膜固定在导电夹具上测试不同声音频率下复合膜的输出声压级。控制输入功率为0.7W，激励信号为交流电，麦克风与50％-MXene/rGO复合膜的垂直距离为1cm，改变交流信号的频率，记录对应的声音频率下复合膜的输出声压级获得其频率响应曲线(频谱)。
实验结果如图6(b)所示。从图中可看出在中低频段(0.2-10kHz)输出声压级基本随着频率的增大而增大，而在高频段(11-20kHz)输出声压级基本不随频率变化。此外，从图中可看出复合膜输出声音的频带宽，可实现在0.2-20kHz的频响。此外，复合膜的不均匀度小，在中高频段具有出色的声音重放能力，因为复合膜在5-20kHz范围内的频谱(输出声压级与声音频率的变化曲线)平坦，最大波动约为5dB。
MXene的质量比对输出声压的影响：
分别将50％-MXene/rGO，75％-MXene/rGO和90％-MXene/rGO复合膜固定在导电夹具上测试不同声音频率下薄膜的输出声压级。控制输入功率为0.7W，麦克风与薄膜的垂直距离为1cm。实验结果如图6(b)所示。从图中可以看出不同MXene质量比的复合膜的频谱基本相似，但输出声压级不同。其中90％-MXene/rGO复合膜的输出声压级最高，而50％-MXene/rGO复合膜的输出声压级最低。实验结果显示90％-MXene/rGO的复合膜在10kHz处声压级最高约56.3dB，比50％-MXene/rGO复合膜在相同频率下的输出声压级高6dB左右。通过对比三种复合膜的频谱可知，复合膜的输出声压级随着MXene质量比的增加而增加。
基底对输出声压的影响：
首先准备两张50-MXene/rGO复合膜，用铜胶带将其中一张复合膜固定在柔性PET基底上。测试时，分别将自支撑(无基底)和由PET基底支撑的复合膜固定在导电夹具上并测试不同声音频率下复合膜的输出声压级。测试时控制输入功率为0.7W，麦克风与复合膜的垂直距离控制为1cm。实验结果如图6(c)所示。从图中可以看出自支撑和由PET基底支撑的复合膜频谱相差不大，但自支撑的复合膜输出声压级更高。结果显示自支撑复合膜在3kHz处声压级比由PET基底支撑复合膜的声压级高12dB左右。这表明增强薄膜的柔韧性以制备自支撑的薄膜可以提高其输出声压级，因为基底具有一定的蓄热系数，在热-声转化过程中部分本应该转化为声音的焦耳热会被基底吸收而损耗导致输出声压级降低。
实际测量的和理论计算的声压级比较：
为了更好地了解基于复合膜的热声扬声器，建立了基于柔性无基底混合薄膜的热声扬声器的理论模型。实验结果如图6(d)所示。实验结果与理论计算结果具有良好的统一性，在中低频段0.2-10kHz实际测试的声压级与理论声压值基本一致，而在高频段11-20kHz实际测试的声压级略低于理论声压级，这是因为高频声音具有快速衰减的特性而在推导复合膜理论模型的过程中忽略了高频衰减因子。
有益效果：
本发明的有益效果在于：利用简单，低成本，兼具Mxene和rGO导电性好、柔韧性佳的优点制备具有产生更高的热声效应的无基底的柔性发声器件。作为扬声器，该器件在交流电的激励下在200Hz-20KHz频率范围内能产生声音。此外，其输出声音的频率和幅值都可通过输入交流电的频率和功率控制。
应用范围：此发明在机器人，柔性耳机，电子人工喉，柔性可穿戴物联网传感器等领域具有研究意义。电子人工喉是目前使用最为普遍的发音重建手段，发声器件作为电子人工喉的核心部件可以帮助上述群体重建发声功能。传统发声器件利用电动式换能器实现，然而电动式换能器具有刚性大、结构复杂，输出频带窄等缺点使传统电子人工喉体积大、不易携带给用户带来不便。基于MXene/rGO复合膜的热致发声器具有轻薄，结构简单，输出频带宽等特点，能够替代传统发声器件实现电子人工喉的微型化和便携化。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种用于产生声音的MXene/rGO复合膜，其特征在于，包括第一还原氧化石墨烯膜层、第二还原氧化石墨烯膜层以及中间膜层，所述中间膜层设于第一还原氧化石墨烯膜层与第二还原氧化石墨烯膜层之间；
所述中间膜层包括MXene膜层。
2.如权利要求1所述的用于产生声音的MXene/rGO复合膜，其特征在于，所述中间膜层包括第三还原氧化石墨烯膜层及MXene膜层，所述第三还原氧化石墨烯膜层与MXene膜层交替叠加。
3.如权利要求1所述的用于产生声音的MXene/rGO复合膜，其特征在于，所述MXene/rGO复合膜中，所述MXene的质量分数为10％～90％，所述还原氧化石墨烯的质量分数为10％～90％。
4.一种用于产生声音的MXene/rGO复合膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
制备第一还原氧化石墨烯膜层：提供氧化石墨烯分散液，将有机滤膜放置于漏斗上，将氧化石墨烯分散液缓慢倒到有机滤膜上，抽滤、沉积，制得第一还原氧化石墨烯膜层；
制备MXene膜层：提供MXene分散液，将MXene分散液缓慢倒到第一还原氧化石墨烯膜层上，抽滤、沉积，制得MXene膜层；
制备MXene/GO复合膜：将氧化石墨烯分散液缓慢倒到MXene膜层上，抽滤、沉积，分离有机滤膜，制得MXene/GO复合膜；
后处理：将MXene/GO复合膜浸入还原试剂中还原，再进行清洗、干燥，制得MXene/rGO复合膜。
5.如权利要求4所述的用于产生声音的MXene/rGO复合膜的制备方法，其特征在于，在制备第一还原氧化石墨烯膜层步骤和制备MXene膜层步骤中，所述氧化石墨烯分散液为氧化石墨烯的去离子水分散液，其中氧化石墨烯的浓度为1mg/ml；
所述MXene分散液为MXene的去离子水分散液，其中MXene的浓度为1mg/ml；
所述有机滤膜为聚偏氟乙烯有机滤膜。
6.如权利要求4所述的用于产生声音的MXene/rGO复合膜的制备方法，其特征在于，在制备第一还原氧化石墨烯膜层步骤中，将有机滤膜在乙醇溶液中浸泡，所述漏斗为砂芯漏斗；
所述有机滤膜的孔径为0.22um，直径为25mm。
7.如权利要求4所述的用于产生声音的MXene/rGO复合膜的制备方法，其特征在于，在制备MXene/GO复合膜步骤中，分离有机滤膜采用反向挤压方式将有机滤膜分离。
8.如权利要求4所述的用于产生声音的MXene/rGO复合膜的制备方法，其特征在于，在后处理步骤中，将MXene/GO复合膜浸入还原试剂后，将还原试剂转移至100℃油浴下加热1h；
所述还原试剂为质量分数为55％的氢碘酸。
9.如权利要求4所述的用于产生声音的MXene/rGO复合膜的制备方法，其特征在于，在后处理步骤中，所述清洗的具体操作为：用无水乙醇和去离子水交替清洗，所述干燥的具体操作为：真空干燥。
10.一种柔性声学器件，其特征在于，包括权利要求1-3任一项所述的用于产生声音的MXene/rGO复合膜。
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113115181A (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113503992A (zh) * | 2021-07-19 | 2021-10-15 | 东南大学 | 一种基于多层复合薄膜的柔性压力传感器及其制备方法 |
| CN113764198A (zh) * | 2021-08-19 | 2021-12-07 | 西安交通大学 | 一种还原氧化石墨烯/MXene多孔柔性膜电极及其制备方法和应用 |
| CN114709087A (zh) * | 2022-04-01 | 2022-07-05 | 南通市生态环境监控中心(南通市机动车排污监督管理中心) | 一种功能化MXene基导电复合材料制备方法和用途 |
| CN116178959A (zh) * | 2023-02-23 | 2023-05-30 | 中国石油大学(华东) | 石墨烯声电信号转换薄膜、制备方法、探测器及传感器件 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104129780A (zh) * | 2014-07-21 | 2014-11-05 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 石墨烯薄膜及其制备方法 |
| US20160303518A1 (en) * | 2015-04-15 | 2016-10-20 | Korea Research Institute Of Chemical Technology | Nanocomposite ultrafiltration membrane containing graphene oxide or reduced graphene oxide and preparation method thereof |
| US20170186508A1 (en) * | 2015-12-29 | 2017-06-29 | I-Shou University | Method for manufacturing graphene composite film |
| CN111463021A (zh) * | 2020-04-09 | 2020-07-28 | 北京化工大学 | 一种三维多孔MXene/石墨烯复合膜及其制备方法和应用 |
-
2021
- 2021-04-01 CN CN202110355335.5A patent/CN113115181A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104129780A (zh) * | 2014-07-21 | 2014-11-05 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 石墨烯薄膜及其制备方法 |
| US20160303518A1 (en) * | 2015-04-15 | 2016-10-20 | Korea Research Institute Of Chemical Technology | Nanocomposite ultrafiltration membrane containing graphene oxide or reduced graphene oxide and preparation method thereof |
| US20170186508A1 (en) * | 2015-12-29 | 2017-06-29 | I-Shou University | Method for manufacturing graphene composite film |
| CN111463021A (zh) * | 2020-04-09 | 2020-07-28 | 北京化工大学 | 一种三维多孔MXene/石墨烯复合膜及其制备方法和应用 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 舒小兰: "《深圳大学硕士学位论文，来源：道客巴巴，http://www.doc88.com/p-70987140960119.html》", 28 December 2020 * |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113503992A (zh) * | 2021-07-19 | 2021-10-15 | 东南大学 | 一种基于多层复合薄膜的柔性压力传感器及其制备方法 |
| CN113503992B (zh) * | 2021-07-19 | 2022-11-29 | 东南大学 | 一种基于多层复合薄膜的柔性压力传感器及其制备方法 |
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