发电器件、检测装置及制备方法及应用

本发明涉及发电器件领域，具体涉及一种发电器件、检测装置及制备方法及应用。

背景技术：

1、随着科技的发展和人类的进步，化石燃料的不可逆消耗和生态环境的污染破坏使得人们开始开始探索用绿色可持续的方式收集环境中的能量。其中，水作为地球上最为常见和丰富的绿色资源之一，如何利用水中的能量并将其转化为电能是如今一个重要的研究热点。水伏发电是利用水和纳米材料的相互作用，产生电能，因此被称为水伏效应。

2、近年来研究人员们主要致力于开发各种新兴的纳米材料用于水伏发电，通过化学修饰、材料复合等提高能量收集效率，但未有人将这些纳米材料对水的敏感性以及具备水伏发电的特性进行拓展利用，比如灾害预测等。在现有技术中，在面对诸如降雨型自然灾害如地震、塌方、滑坡等极端气象条件下，目前的商业化渗水预警装置往往体积庞大、价格昂贵、安装不便，且响应时间长，难以有效进行预测。

3、因此，如何设计一种发电器件、检测装置及制备方法及应用，以便于实现对液体的感应监测，简化结构，降低成本，缩小体积，是本发明亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，如何提供一种发电器件的制备方法，以解决如何较好地实现在对液体的感应监测的同时，简化结构，降低成本，的技术问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种发电器件，包括：发电基体，其中，所述发电基体包括:

3、具有迁移通道的亲水性基层；

4、其中，所述发电基体用于在吸附液体后，使得所述液体通过所述迁移通道，从其中一侧朝向另一侧迁移扩散，以产生电势差。

5、进一步作为优选地，所述发电基体的一端用于构成阳极，另一端用于构成阴极；所述水伏发电器件还包括：相对两端分别与所述阳极和所述阴极相连以检测所述发电基体的电压信号和电流信号的检测器件。

6、进一步作为优选地，所述迁移通道为毛细通道；所述亲水性基层为纤维素基层；所述液体为去离子水、电解质溶液或极性有机溶剂中的任意一种。

7、进一步作为优选地，所述二硫化钼导电层为沉积层；其中，所述二硫化钼导电层包括：若干个大小和形状不同的导电晶体构成的簇状结构，且至少有部分相邻的两个簇状结构彼此接触或相连。

8、进一步作为优选地，至少有部分所述导电晶体为含氧的二硫化钼晶体；至少有部分所述二硫化钼的晶相为1t。

9、本申请还提供了一种检测装置，包括上述水伏发电器件。

10、本申请还提供了一种基于上述二硫化钼的发电器件的应用，其特征在于，包括：将所述发电基体沿其长度方向预埋入待监测的土壤中。

11、本申请还提供了一种发电器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

12、将二硫化钼粉末分散到水中，得到浓度为20mg/g～100mg/g的二硫化钼溶液；

13、对二硫化钼溶液进行超声波振荡处理至少0.5h，得到二硫化钼水相分散液；

14、将具有迁移通道的亲水性基层置于二硫化钼分散液中，浸渍处理至少10s后取出后进行干燥处理后，得到复合于所述亲水性基层上的二硫化钼导电层，以使所述二硫化钼导电层在吸附液体后，通过所述迁移通道，从其中一侧朝向另一侧迁移扩散，并产生电势差和电流。

15、进一步作为优选地，在所述将二硫化钼粉末分散到水中，得到浓度为20mg/g～100mg/g的二硫化钼溶液的步骤前还包括以下步骤：

16、将四水合钼酸胺与硫脲摩尔质量比为1:14～1:30，充分搅拌溶解30min后得到混合溶液；

17、将所述混合溶液至于反应釜中，在120～180℃下反应12～24h得到沉积物；

18、将所述沉积物经洗涤烘干后得到二硫化钼粉末，其中，所述二硫化钼粉末的晶相为1t。

19、本申请还提供了一种发电器件的制备方法，包括以下步骤：

20、将四水合钼酸胺与硫脲摩尔质量比为1:14～1:30，充分搅拌溶解至少30min后得到混合溶液；

21、将所述混合溶液和具有迁移通道的亲水性基层至于反应釜中，在120～180℃下反应12～24h，以使得所述亲水性基层上原位生长二硫化钼，从而得到沉积有二硫化钼的亲水性基层，其中，至少有部分所述二硫化钼的晶相为1t；

22、将所述沉积有二硫化钼的亲水性基层通过去离子水和或乙醇溶液交替洗涤后得到发电基体。

23、本发明的积极进步效果在于：可在便于实现对液体的感应监测的同时，简化结构以及制备步骤，降低成本，缩小体积。

技术特征：

1.一种发电器件，其特征在于，包括：发电基体，其中，所述发电基体包括:

2.根据权利要求1所述的水伏发电器件，其特征在于，所述发电基体的一端用于构成阳极，另一端用于构成阴极；所述水伏发电器件还包括：相对两端分别与所述阳极和所述阴极相连以检测所述发电基体的电压信号和电流信号的检测器件。

3.根据权利要求1所述的水伏发电器件，其特征在于：所述迁移通道为毛细通道；所述亲水性基层为纤维素基层；所述液体为去离子水、电解质溶液或极性有机溶剂中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的水伏发电器件，其特征在于：所述二硫化钼导电层为沉积层；其中，所述二硫化钼导电层包括：若干个大小和形状不同的导电晶体构成的簇状结构，且至少有部分相邻的两个簇状结构彼此接触或相连。

5.根据权利要求2所述的水伏发电器件，其特征在于：至少有部分所述导电晶体为含氧的二硫化钼晶体；至少有部分所述二硫化钼的晶相为1t，或者，所述二硫化钼的晶相均为1t。

6.一种检测装置，其特征在于：包括根据权利要求1至5中任意一项所述的水伏发电器件。

7.一种发电器件的应用，其特征在于，将权利要求1至5中任意一项所述的发电器件中的发电基体沿其长度方向预埋入待监测的土壤区中，以获取所述土壤区内的液体浸润所述发电基体时，所述发电基体产生的电压信号和电流信号，以及电阻信号。

8.一种发电器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的发电器件的制备方法，其特征在于，在所述将二硫化钼粉末分散到水中，得到浓度为20mg/g～100mg/g的二硫化钼溶液的步骤前还包括以下步骤：

10.一种发电器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种发电器件、检测装置及制备方法及应用，发电器件包括：发电基体，该发电基体主要是由具有迁移通道的亲水性基层、沉积于所述亲水性基层上的二硫化钼导电层等构成。其中，所述发电基体用于在吸附液体后，使得所述液体通过所述迁移通道，从其中一侧朝向另一侧迁移扩散，以产生电势差，与现有技术相比，可便于实现对液体的感应监测，简化结构，降低成本，缩小体积。

技术研发人员：凌盛杰,任婧,文飘
受保护的技术使用者：上海科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14