[發(fā)明專利]一種劍麻纖維紙基摩擦納米發(fā)電機(jī)的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011509320.1
• 申請(qǐng)日: 2020-12-19
• 公開（公告）號(hào): CN112593436B
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 覃愛苗;李銘;郝鑫禹;何進(jìn);廖雷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 桂林理工大學(xué)
• 主分類號(hào): D21C5/00
• 分類號(hào): D21C5/00;D21C9/02;D21C9/16;D21H11/12;D21J3/12;H02N1/04
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本發(fā)明公開了一種劍麻纖維紙基摩擦納米發(fā)電機(jī)的制備方法。將劍麻纖維原料清洗、干燥、剪碎處理并置于高溫反應(yīng)釜中，加入NaOH溶液進(jìn)行水熱處理。用去離子水多次抽濾清洗經(jīng)水熱處理所得的固體物質(zhì)，并對(duì)其進(jìn)行漂白、干燥、粉碎，即得干燥的劍麻纖維素。再取1?3g劍麻纖維素分散于200?300 mL去離子水中，抽濾成膜，用液壓機(jī)對(duì)劍麻纖維素膜進(jìn)行軋制處理，干燥后即成劍麻纖維素紙。再以劍麻纖維素紙和聚四氟乙烯膜分別作為極板組裝成劍麻纖維素紙基摩擦納米發(fā)電機(jī)。本發(fā)明簡(jiǎn)單易于操作，材料制備成本低廉；使劍麻纖維變成摩擦納米發(fā)電機(jī)的摩擦材料，電性能測(cè)試顯示其具有較好的輸出性能和穩(wěn)定性，為劍麻的資源化利用提供了新途徑。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種劍麻纖維紙基摩擦納米發(fā)電機(jī)的制備方法。

背景技術(shù)

纖維素及其衍生物是最豐富的天然生物大分子，其來源廣泛，對(duì)環(huán)境友好，是一種可再生、可生物降解的材料。由于纖維素含有大量的氧原子，具有很高的失電子傾向，使基于纖維素的紙及纖維素基材料易帶正電，因此，將它與常用的摩擦電負(fù)性材料，如聚四氟乙烯(PTFE)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)和聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)等配對(duì)組裝成TENGs，可獲得較好的電輸出性能。劍麻纖維具有耐酸堿、耐摩擦、耐腐蝕、纖維強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明首次使用劍麻纖維提取纖維素并用于制備劍麻纖維基摩擦納米發(fā)電機(jī)摩擦電極材料，所得摩擦材料顯示了較好的電輸出性能以及穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提出一種劍麻纖維紙基摩擦納米發(fā)電機(jī)的制備方法。本發(fā)明技術(shù)為解決過度使用礦物能源造成的能源及環(huán)境問題，提供一種新思路。

具體步驟：

(1)劍麻纖維的預(yù)處理。將對(duì)劍麻廠處理過的劍麻纖維原料反復(fù)揉搓清洗烘干，除掉表面的組織碎屑和泥沙，再剪成5-10mm的小段。

(2)取5g步驟(1)所得劍麻纖維放入100mL高溫高壓反應(yīng)釜中，加入70mL濃度為2.5mol/L的NaOH溶液，組裝好高溫高壓反應(yīng)釜，放入烘箱中，升溫至160℃保溫14小時(shí)。

(3)將步驟(2)所得混合液抽濾，取濾渣部分(劍麻纖維素)，用去離子水反復(fù)洗滌劍麻纖維素，洗至濾液為中性，放置備用。

(4)將步驟(3)的劍麻纖維素抽濾多余水分后，倒入燒杯中，加入質(zhì)量百分比濃度為5％的H₂O₂溶液，再將燒杯置于60℃的水浴鍋中漂白1小時(shí)；漂白完成后，加入去離子水抽濾2-3次，洗去多余的H₂O₂溶液，將漂白的劍麻纖維素放入70℃的烘箱進(jìn)行干燥，最后將干燥的劍麻纖維素粉碎。

(5)稱取1-3g步驟(4)所得劍麻纖維素倒入去離子水并超聲5-10分鐘，使劍麻纖維素完全分散于去離子水中；倒入直徑9cm的布氏漏斗中抽濾成膜，隨后把劍麻纖維素膜置于兩塊亞克力板中，用液壓機(jī)軋制成型，放入70℃烘箱中干燥，得劍麻纖維紙，并用游標(biāo)卡尺量其厚度。

(6)將步驟(5)所得干燥成型的劍麻纖維紙裁成5cm×5cm的紙片，將一塊5cm×7cm的亞克力板做支撐件，在亞克力板上粘5cm×5cm的聚亞酰胺雙面膠，再貼上雙面導(dǎo)電的銅箔并接入導(dǎo)線，最后將劍麻纖維紙覆在銅箔上。另一塊亞克力板重復(fù)貼雙面膠、銅箔、導(dǎo)線的步驟，最后將聚四氟乙烯薄膜貼于銅箔上，即為兩塊摩擦納米發(fā)電機(jī)的摩擦電極(圖1)。

所述劍麻纖維紙由直徑為5-10μm的絲狀劍麻纖維束組成。

所述劍麻纖維紙的厚度為0.08-0.19mm。

本發(fā)明所涉及的劍麻纖維作摩擦納米發(fā)電機(jī)摩擦材料的制備方法具有以下幾個(gè)顯著的特點(diǎn)：

(1)原料劍麻纖維取自廣西劍麻集團(tuán)粗制的劍麻纖維。

(2)制備方法步驟簡(jiǎn)單，原料成本低，節(jié)約環(huán)保。