[发明专利]一种PVA/碳化中空木纤维复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明一种PVA/碳化中空木纤维复合材料及其制备方法和应用，所述方法包括步骤1，将去除木质素的木材在过氧化氢水溶液中浸泡后，得到中空结构的分散木纤维；步骤2，将中空结构的分散木纤维在250～300℃下保温2～5h后进行碳化，得到碳化中空木纤维；步骤3，先将碳化中空木纤维分散于去离子水中后旋涂成膜，再用PVA水溶液对所得到的膜进行旋涂后干燥，得到PVA/碳化中空木纤维复合材料。这样可以赋予该复合材料良好的稳定性、柔韧性、亲水性及其与电解质的界面稳定性，可应用于发电和供电领域。

技术领域

本发明属于生物质能源技术领域，具体为一种PVA/碳化中空木纤维复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

目前大多数的储能材料，传感材料都基于金属或导电高分子材料。然而这些材料的网络结构大多呈无序或者单一的孔结构，且金属污染环境，高分子材料不易降解，极易造成污染环境。而不同电解质拥有不同大小的电解质离子，需要不同大小的孔结构来保证不同电解质离子的高效存储和传输，进而提升器件的存储性能。具有多级孔的生物质作为一种在某一方向上孔呈现一定层次的规律性依次增大或者减小的梯度排列，由于其独特的孔结构特性，赋予了其对不同离子的高效选择性存储和传输，有利于提高孔的综合利用效率。

聚乙烯醇(PVA)作为一种亲水性高分子，易成膜，无毒，水溶液呈无色透明状，可实现自然降解，无污染，具有很好的生物相容性，是百分百的绿色环保产品，在生物医药材料方面有广阔的应用前景。而生物质三维的多级孔结构广泛存在于自然界中，对生物体的维持和环境修复有着重要意义。

因此将PVA与具有多级孔的生物质进行结合，以便充分对两者进行利用很有必要。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种PVA/碳化中空木纤维复合材料及其制备方法和应用，制备工艺简单，提高了电子的负载量与传输速率，从而降低了材料的内阻，提高了材料的储能特性。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种PVA/碳化中空木纤维复合材料的制备方法，包括如下步骤，

步骤1，将去除木质素的木材在过氧化氢水溶液中浸泡后，得到中空结构的分散木纤维；

步骤2，将中空结构的分散木纤维在250～300℃下保温2～5h后进行碳化，得到碳化中空木纤维；

步骤3，先将碳化中空木纤维分散于去离子水中后旋涂成膜，再用PVA水溶液对所得到的膜进行旋涂后干燥，得到PVA/碳化中空木纤维复合材料。

优选的，步骤1中所述的过氧化氢水溶液中，过氧化氢与去离子水的比例为(0.3～0.5)mol：(100～130)ml，去除木质素的木材与过氧化氢水溶液的体积比为1：20。

优选的，步骤1中，去除木质素的木材在过氧化氢水溶液中以80～120rpm的搅拌速率浸泡8～10h。

优选的，步骤2中所述的碳化在600～800℃下进行2～5h。

优选的，步骤3中，按体积比为1：3的比例将碳化中空木纤维分散于去离子水中。

优选的，步骤3中PVA水溶液按如下方式得到，

按(1～3)g：(100～130)ml的比例，将PVA溶于去离子水中，之后在65～75℃下进行溶解，得到PVA水溶液。

优选的，步骤3中，用PVA水溶液对所得到的膜进行旋涂后，PVA的厚度为0.5～1.5mm。

一种由上述任意一项所述的PVA/碳化中空木纤维复合材料的制备方法得到的PVA/碳化中空木纤维复合材料。

一种包含上述PVA/碳化中空木纤维复合材料的电容器。

一种由上述电容器驱动的电子设备。