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申请/专利权人：桂林理工大学

摘要：本发明公开了一种胆甾相纤维素液晶膜摩擦纳米发电机的制备方法，属于生物质纳米材料、能量收集及自供电传感领域。本发明利用生物质纤维经水热预处理、漂白、水解等步骤制备纤维素纳米晶，基于纤维素纳米晶的自组装制备胆甾相纤维素液晶膜，通过偏光显微镜及透射电子纤维镜分别观察其光学特征及形貌；利用胆甾相纤维素液晶膜作为摩擦电正极材料，将其组装成一种摩擦纳米发电机，获得了较高的电输出性能，表明胆甾相纤维素液晶膜作为绿色、环保的新型TENG摩擦材料具有潜在的应用前景。

主权项：1.一种胆甾相纤维素液晶膜摩擦纳米发电机的制备方法，其特征在于具体步骤为：（1）将剑麻纤维揉搓掉碎屑和泥沙后用60-80℃温水清洗数次，晾干后使用破壁机将其打碎4-6mm；（2）取50g步骤（1）所得剑麻纤维放入1000mL高温高压反应釜中，加入700-800mL浓度为1-3molL的KOH溶液，组装好高温反应釜，放入烘箱中，升温至160℃保温12-16h；（3）待步骤（2）反应结束，冷却至室温后，将反应产物过滤，取滤渣部分，用去离子水反复洗涤至滤液颜色不变，用玻璃棒蘸取滤液滴在pH试纸上，待试纸变色与标准比色卡对比，对比结果显中性时，将得到产物在50-70℃真空烘箱中烘干至恒重，粉碎后备用；（4）称取20-25g步骤（3）所得粉碎产物于1000mL三口烧瓶中，分别加入6-8g次氯酸钠、3-5mL乙酸、500-700mL去离子水，在60-80℃下加热搅拌反应2-4h；（5）待步骤（4）反应结束后，冷却至室温后，将反应产物过滤，将滤渣用去离子水反复洗涤，至滤液颜色无色透明、pH=7时，将滤渣置于60-80℃真空烘箱中烘干；（6）称取10-20g步骤（5）所得烘干产物，将其与90-180mL的硫酸溶液（50-70wt%）先后加入带有机械搅拌的烧杯中，控制水浴温度为40-50℃，均匀搅拌1-1.5h后迅速加入十倍于硫酸溶液体积的去离子水中止反应，得乳白色液体；（7）将步骤（6）所得乳白色液体静置一夜，倒去上清液后用离心机离心10min，转速为8000rpm，倒去上清液，重复离心3-4次，至上清液由无色变为淡蓝色，保留下层白色沉淀；将白色沉淀转移至透析袋内，置于去离子水中进行透析，透析3-7天，至透析袋内的分散液呈淡蓝色、pH=7；（8）将步骤（7）透析袋内所得淡蓝色分散液置于冰箱中冷冻4-8h，待全部冷冻成块状后放入冷冻干燥机干燥至恒重，即得纤维素纳米晶；（9）称取步骤（8）所得纤维素纳米晶0.2-0.6g分散于20-60mL去离子水中，配置1-3wt%纤维素纳米晶分散液；取不同体积的分散液分别置于100mL烧杯中，按照每5mL、1wt%纤维素纳米晶体分散液中加入0.0167g聚乙二醇配置混合溶液，用超声搅拌均匀后倒入直径为9cm培养皿中，静置3-7天，待完全干燥后，揭下薄膜，即得到不同厚度的胆甾相纤维素液晶薄膜；（10）将步骤（9）所制备的胆甾相纤维素液晶薄膜裁剪待用；在一支撑基体上贴敷双面胶带，裁剪与液晶薄膜等尺寸大小的导电材料粘附于双面胶带上，作为电极层，最后贴上裁剪好的胆甾相纤维素液晶薄膜，得到TENG正极板；在支撑基体的另一面（背面），在双面胶带与电极层之间接通导线，导通电路；制作TENG负极板重复上述步骤，选择常用的摩擦电负性材料作为摩擦负极，将正极板与负极板组装后即得到胆甾相纤维素液晶膜TENG。

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