| 摘要 | 第5-8页 |
| ABSTRACT | 第8-11页 |
| 第一章 绪论 | 第15-35页 |
| 1.1 研究工作的背景与意义 | 第15-16页 |
| 1.2 摩擦纳米发电机的研究与应用 | 第16-24页 |
| 1.2.1 摩擦起电效应和摩擦纳米发电机 | 第16-18页 |
| 1.2.2 摩擦纳米发电机的种类和工作原理 | 第18-24页 |
| 1.2.2.1 接触式摩擦发电机 | 第19-20页 |
| 1.2.2.2 滑动式摩擦发电机 | 第20-21页 |
| 1.2.2.3 单电极式摩擦发电机 | 第21-22页 |
| 1.2.2.4 隔空式摩擦发电机 | 第22-24页 |
| 1.3 摩擦纳米发电机的国内外研究历史与现状 | 第24-31页 |
| 1.3.1 传统的摩擦发电机 | 第24-25页 |
| 1.3.2 摩擦纳米发电机的国内外研究现状 | 第25-28页 |
| 1.3.3 基于TENG的自供能传感器国内外研究现状 | 第28-31页 |
| 1.4 本文的主要贡献与创新 | 第31-33页 |
| 1.5 本论文的结构安排 | 第33-35页 |
| 第二章 TENG在光催化降解中的应用 | 第35-48页 |
| 2.1 引言 | 第35-36页 |
| 2.2 光催化降解系统和摩擦发电机 | 第36-37页 |
| 2.2.1 光降解反应剂的制备和光谱测试 | 第36页 |
| 2.2.2 二氧化钛纳米颗粒的表征 | 第36页 |
| 2.2.3 接触式摩擦纳米发电机的制备 | 第36-37页 |
| 2.3 实验结果与分析 | 第37-47页 |
| 2.3.1 TiO_2纳米颗粒表面形貌及晶体结构的表征和分析 | 第37-38页 |
| 2.3.2 TiO_2光催化降解反应原理 | 第38-40页 |
| 2.3.3 TENG辅助式TiO_2光催化降解系统及降解增强作用 | 第40-47页 |
| 2.3.3.1 TENG辅助式光催化系统结构 | 第40-42页 |
| 2.3.3.2 摩擦发电机的电输出性能表征 | 第42-43页 |
| 2.3.3.3 摩擦发电机对光催化降解反应的增强作用 | 第43-47页 |
| 2.4 本章小结 | 第47-48页 |
| 第三章 基于TENG的自供能实时位移传感器及定位系统 | 第48-64页 |
| 3.1 引言 | 第48-49页 |
| 3.2 单电极摩擦电位移传感器的设计与测试以及应用 | 第49-50页 |
| 3.2.1 PTFE薄膜表面纳米化处理 | 第49页 |
| 3.2.2 单电极摩擦式发电位移传感器的制备 | 第49页 |
| 3.2.3 单电极摩擦式发电位移传感器的表征和测试 | 第49页 |
| 3.2.4 单电极摩擦式发电位移传感器的模拟 | 第49-50页 |
| 3.3 实验结果与分析 | 第50-63页 |
| 3.3.1 SE-TES的器件结构和工作原理 | 第50-52页 |
| 3.3.2 SE-TES的输出响应和探测性能的测试 | 第52-58页 |
| 3.3.3 SE-TES定位系统对管内运动物体的实时监控 | 第58-61页 |
| 3.3.4 SE-TES定位系统对输水管道堵塞的探测 | 第61-63页 |
| 3.4 本章小结 | 第63-64页 |
| 第四章 分离式单电极TENG收集全空间振动能和空气动能 | 第64-78页 |
| 4.1 引言 | 第64-65页 |
| 4.2 分离式S-TENG的制作及相关测试 | 第65页 |
| 4.2.1 PFA薄膜的纳米化处理 | 第65页 |
| 4.2.2 全封闭式S-TENG的制备 | 第65页 |
| 4.2.3 全封闭式S-TENG的表征和性能测试 | 第65页 |
| 4.3 实验结果与分析 | 第65-76页 |
| 4.3.1 S-TENG的器件结构和工作原理 | 第65-68页 |
| 4.3.2 S-TENG输出性能的数值模拟和电学测试 | 第68-75页 |
| 4.3.2.1 S-TENG输出性能的数值模拟 | 第68-70页 |
| 4.3.2.2 S-TENG输出性能与器件工作长度的关系 | 第70-72页 |
| 4.3.2.3 S-TENG输出性能与器件感应距离的关系 | 第72-75页 |
| 4.3.3 S-TENG的应用举例 | 第75-76页 |
| 4.4 本章小结 | 第76-78页 |
| 第五章 基于TENG的水能发电机及水上求救信号发生装置 | 第78-100页 |
| 5.1 引言 | 第78-79页 |
| 5.2 复合型TENG的制作及相关测试 | 第79-80页 |
| 5.2.1 PTFE/FEP薄膜的纳米化处理 | 第79页 |
| 5.2.2 固液界面静电摩擦发电机的制备 | 第79页 |
| 5.2.3 撞击式TENG的制备 | 第79-80页 |
| 5.2.4 材料表征及发电机性能测试 | 第80页 |
| 5.3 IE-TENG收集水体静电能的测试与分析 | 第80-89页 |
| 5.3.1 IE-TENG器件结构与工作原理 | 第80-82页 |
| 5.3.2 IE-TENG输出性能的测试与分析 | 第82-86页 |
| 5.3.2.1 IE-TENG的测试系统及输出电性能 | 第82-84页 |
| 5.3.2.2 入水速度对IE-TENG输出性能的影响 | 第84-85页 |
| 5.3.2.3 器件尺寸对IE-TENG输出性能的影响 | 第85-86页 |
| 5.3.3 IE-TENG对水体能量收集的应用展示 | 第86-89页 |
| 5.4 复合型TENG收集水体能量的测试与分析 | 第89-99页 |
| 5.4.1 复合型TENG器件结构与工作原理 | 第89-92页 |
| 5.4.2 复合型TENG输出性能的测试与分析 | 第92-98页 |
| 5.4.2.1 复合型TENG对水浪静电能和动能的同时收集 | 第92-96页 |
| 5.4.2.2 复合型TENG对雨滴静电能和动能的同时收集 | 第96-98页 |
| 5.4.3 基于复合型TENG的自供能水上求救信号发生装置 | 第98-99页 |
| 5.5 本章小结 | 第99-100页 |
| 第六章 摩擦发电机的温度响应 | 第100-113页 |
| 6.1 引言 | 第100-101页 |
| 6.2 低温测试系统的构建及相关测试 | 第101-103页 |
| 6.2.1 TiO_2接触面材料的制备 | 第101页 |
| 6.2.2 Al修饰层的沉积 | 第101页 |
| 6.2.3 接触式摩擦发电机的制备 | 第101页 |
| 6.2.4 接触式摩擦发电机的制冷过程 | 第101-103页 |
| 6.3 实验结果与分析 | 第103-112页 |
| 6.3.1 基于聚合物/半导体的TENG的温度响应 | 第103-105页 |
| 6.3.2 基于聚合物/改良半导体的TENG的温度响应 | 第105-107页 |
| 6.3.3 基于聚合物/金属的TENG的温度响应 | 第107-110页 |
| 6.3.4 TENG的温度响应特性的理论分析和应用演示 | 第110-112页 |
| 6.4 本章小结 | 第112-113页 |
| 第七章 全文总结与展望 | 第113-117页 |
| 7.1 工作总结 | 第113-115页 |
| 7.2 后续工作及展望 | 第115-117页 |
| 致谢 | 第117-118页 |
| 参考文献 | 第118-129页 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 | 第129-134页 |
