用于高性能摩擦电能量收集的硫化六角共轭微孔聚合物板材

《ACS Applied Polymer Materials》：Vulcanized Hexagonal Conjugated Microporous Polymer Plates for High-Performance Triboelectric Energy Harvesting

通过后合成硫化处理六边形HGCMP微孔聚合物，显著提升摩擦电性能，在PVP基质中实现518 V峰值电压和1.66 mW/cm2最大功率密度，经3万次循环测试仍保持良好稳定性，并成功应用于弹簧辅助摩擦纳米发电机，驱动LED及电子设备。

　　

本研究表明，对基于Glaser偶联的共轭微孔聚合物（GCMP）进行后合成硫化处理可以提高其摩擦正性能。通过模板合成法制备了六边形的GCMP板材（HGCMP）。含有共轭1,3-二炔基团的HGCMP通过与硫粉的反应进行硫化处理，生成了V-HGCMP。与HGCMP相比，V-HGCMP的HOMO能级有所提高。HGCMP/PVP复合材料在聚vinylpyrrolidone（PVP）基质中的峰对峰电压（V_p-p）为423 V，而V-HGCMP/PVP的峰对峰电压提升至518 V，最大功率密度（P_max）达到1.66 mW/cm²。经过优化的V-HGCMP/PVP-10薄膜在30,000次推拉分离循环中表现出优异的摩擦电能量收集性能。此外，还制备了采用V-HGCMP/PVP-10薄膜的弹簧辅助型摩擦电纳米发电机，成功为绿色LED灯和电子设备供电。