[发明专利]一种纤维素纳米纤维固态电解质膜的制备方法

摘要

本发明涉及一种纤维素纳米纤维固态电解质膜的制备方法。将解体的纸浆通过研磨进行预精制，将精浆与酶混合，进行酶化。酶化所用的酶为甘露聚糖酶，木聚糖酶或者二者的混合物。酶化后的纸浆用去离子水清洗，进一步研磨制备纤维素多孔纳米纤维。将纤维素纳米纤维在去离子水中分散，得到均匀的纤维素纤维悬浮液。用N,N‑二甲基‑N‑[3‑(三甲氧硅)丙基]氯化十八烷基铵(DMOAP)作为前躯体。纤维素纤维和一定浓度DMOAP甲醇溶液的混合物在室温下搅拌，将混合物离心分离，并用乙醇和去离子水反复冲洗除去固相中残留的DMOAP。通过真空过滤，室温下干燥，继而在一定温度下真空交联，制得功能化纤维素膜。将制得的功能化纤维素膜在KOH溶液中浸泡，再用去离子水清洗和浸泡，制得纤维素纳米纤维固态电解质膜。本发明方法可制备超薄、超灵活、氢氧化物(OH^‑)传导率高、储水能力强的纳米纤维素电解质膜，可应用于制备轻质固态电解质和便携式能源存储设备。

主权项

1.一种纤维素纳米纤维固态电解质膜的制备方法，其特征在于按照如下步骤操作：第一步，将解体的纸浆采用PFI磨浆机在10000～30000rpm下进行预精制，获得均匀的浆料悬浮液；第二步，将精浆与酶混合，进行酶化，酶化所用的酶为甘露聚糖酶，木聚糖酶或者二者的混合物，将酶化后的纸浆用去离子水清洗，然后倒入PFI磨中，以高于30000rpm的转速制备纤维素多孔纳米纤维；第三步，将纤维素纳米纤维在去离子水中搅拌分散得到均匀的纤维素纤维悬浮液，用N,N‑二甲基‑N‑[3‑(三甲氧硅)丙基]氯化十八烷基铵(DMOAP)作为制备功能化纤维素纳米纤维的前躯体，将DMOAP前躯体用甲醇稀释到浓度为10％，然后加入纤维素纤维悬浮液中，纤维素纤维和DMOAP的混合物在室温下搅拌12h；第四步，将混合物用离心机离心处理，并用乙醇和去离子水冲洗3～5次除去残留的DMOAP；第五步，通过真空过滤，在室温下干燥6～12小时，继而在40～70℃下真空交联20～24小时制得功能化纤维素膜；第六步，将制得的功能化纤维素膜在1.0～2.0mol·L‑1KOH溶液中浸泡12～24h，再用去离子水清洗和浸泡，制得纤维素纳米纤维固态电解质膜。