[發明專利]一種柔性各向異性納米纖維素基導電薄膜及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202010121184.2
• 申請日: 2020-02-26
• 公開（公告）號: CN111312431B
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 許民;孫浩;畢紅杰;紀彤
• 申請（專利權）人: 東北林業大學
• 主分類號: H01B1/24
• 分類號: H01B1/24;H01B13/00;H01G11/36;H01G11/44;H01G11/86
• 代理公司: 哈爾濱市偉晨專利代理事務所(普通合伙) 23209
• 代理人: 劉坤

1.一種柔性各向異性納米纖維素基導電薄膜，其特征在于，以木材衍生的纖維素氣凝膠為基體，將所得木質納米纖維素氣凝膠置于碳納米管分散液中浸泡一定時間，碳納米管自組裝于氣凝膠內部有序孔道形成連續穩定的導電層后，經冷壓制成導電薄膜，所述碳納米管的質量百分含量為1.1～6.0％，所述碳納米管均為羧基化程度為2～5％的多壁碳納米管。

2.根據權利要求1所述一種柔性各向異性納米纖維素基導電薄膜，其特征在于，厚度為15～20μm。

3.一種權利要求1或2所述柔性各向異性納米纖維素基導電薄膜的制備方法，其特征在于，輕木木片依次進行脫木素處理、脫半纖維素處理、冷凍處理及真空冷凍干燥處理后獲得木質納米纖維素氣凝膠；將所得木質納米纖維素氣凝膠置于碳納米管分散液中浸泡一定時間，取出后經冷凍處理及真空冷凍干燥處理獲得導電納米纖維素氣凝膠；所得導電納米纖維素氣凝膠經冷壓處理獲得柔性各向異性納米纖維素基導電薄膜。

4.根據權利要求3所述一種柔性各向異性納米纖維素基導電薄膜的制備方法，其特征在于，所述脫木素處理、脫半纖維素處理的具體方法為輕木木片加入質量分數為2～5％的酸化NaClO₂溶液中，100℃處理4～6h，自然冷卻后去離子水沖洗3～5次，所得試樣加入質量分數為5～10％的NaOH溶液中，80℃處理8～10h，自然冷卻后去離子水沖洗3～5次。

5.根據權利要求3或4所述一種柔性各向異性納米纖維素基導電薄膜的制備方法，其特征在于，所述冷凍處理的具體方法均為-18～-20℃冷凍6～10h；所述真空冷凍干燥處理的時間均為24～48h。

6.根據權利要求5所述一種柔性各向異性納米纖維素基導電薄膜的制備方法，其特征在于，所述碳納米管分散液的配制方法為：向羧基化程度為2～5％的多壁碳納米管中加入表面活性劑，然后加入去離子水并進行超聲處理，得到碳納米管分散液；所述多壁碳納米管的內徑為5～10nm、外徑為10～20nm、長度為10～30μm。

7.根據權利要求6所述一種柔性各向異性納米纖維素基導電薄膜的制備方法，其特征在于，所述碳納米管分散液中多壁碳納米管的濃度為2～4mg/mL，所述表面活性劑為十二烷基硫酸鈉，其濃度為0.8mg/mL；所述超聲處理的功率為200～300W，超聲處理時間為20min。

8.根據權利要求7所述一種柔性各向異性納米纖維素基導電薄膜的制備方法，其特征在于，所述木質納米纖維素氣凝膠在碳納米管分散液中浸泡的時間為12～18h。

9.根據權利要求8所述一種柔性各向異性納米纖維素基導電薄膜的制備方法，其特征在于，所述冷壓處理的壓力為10MPa，處理時間為30min。

10.一種權利要求1或2所述柔性各向異性納米纖維素基導電薄膜在柔性傳感器、超級電容器和各向異性電管理器件領域的應用。