【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及柔性电极材料，尤其涉及一种铜配位纤维素纤维掺杂聚苯胺纸基柔性电极材料。
技术介绍
1、柔性电子是一种新兴的
，它涉及设计、制备和应用具有柔性基底和可变形性能的电子器件和系统。柔性电子器件使用柔性基底材料，例如聚合物薄膜、薄膜玻璃等，这些基底可以在弯曲、拉伸和扭曲等形变条件下保持稳定性和完整性。这种性能使得柔性电子能够适应非常规的曲面、器官或身体部位，并具有更广阔的应用前景。由于柔性基底的存在，柔性电子器件可以在多种形变状态下工作，如弯曲、拉伸和压缩等，而不会影响其功能。因此柔性电子能够适应复杂的变化环境，具备出色的机械可靠性和稳定性。然而，实现低成本、轻便、环境友好的柔性储能设备仍然具备相当大的挑战。在柔性储能设备的发展过程中，研究和开发柔性电极材料显得尤为重要。
2、纸基柔性电极材料采用可再生、可降解的纤维素纤维作为基础原料，并通过不同方法与导电聚合物、金属氧化物、碳材料等储能功能物质进行复合制备，形成一种新型的柔性储能材料。这种材料具有多种优点，包括低成本、环境友好等，可以实现能量高效储存的目标。然而，纸基柔性电极材料的能量密度受限于纤维素纤维本身的电绝缘性。有鉴于此，人们将纤维素纤维与导电聚合物、碳材料和金属纳米颗粒结合在一起，以改善基于纤维素纤维的柔性电极材料的电化学性能。导电聚合物与纤维素纤维的复合过程简单、操作方便，因此受到越来越多的关注。在实现柔性电极材料的大规模制备方面，这种复合材料具有巨大的潜力。与其他导电聚合物相比，聚苯胺因其低成本、易制备、环保、高理论电容和可调电导率等特性，
3、因此，当前亟需提出一种工艺简单、原料易得，并且适用于大规模工业生产的铜配位纤维素纤维掺杂聚苯胺纸基柔性电极材料，以解决上述问题。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的是：苯胺的疏水性与纤维素纤维的亲水性之间的矛盾导致聚苯胺与纤维素纤维的亲和力较弱，导致大多数制得的聚苯胺纸基柔性电极材料都存在比电容较低的问题。
2、为了解决上述问题，本专利技术提供了一种铜配位纤维素纤维掺杂聚苯胺纸基柔性电极材料，制备方法包括以下步骤：
3、s1：将一定量的高纯铜丝溶于一定量的氢氧化钠溶液中，得到饱和铜碱溶液；
4、s2：将一定量的纤维素纤维分散在饱和铜碱溶液中进行配位，配位一定时间后，将产物过滤、洗涤后，得到铜配位的纤维素纤维；
5、s3：将铜配位的纤维素纤维分散在去离子水中，并置于冰水浴中，机械分散后，加入一定量的植酸溶液与苯胺单体，机械搅拌一定时间后，逐滴加入过硫酸铵溶液引发聚合；聚合一定时间后，将产物过滤、洗涤、干燥后，得到铜配位纤维素纤维掺杂聚苯胺纸基柔性电极材料。
6、在本方案的一个优选实施方式中，s1中，饱和铜碱溶液的配比方法为：将8g高纯铜丝溶解在400ml质量分数为20％的氢氧化钠溶液中。
7、进一步地，s2中纤维素纤维用量为0.5g，配位时间为2-3天。
8、进一步地，s3中去离子水用量为50ml，植酸在去离子水里的浓度为0.2mol/l，苯胺单体用量为0.25ml，机械搅拌30min，过硫酸铵与苯胺单体的摩尔比为1:1，聚合反应3h。
9、在本方案的一个优选实施方式中，s4中产物过滤、洗涤、干燥的步骤为：先采用200目尼龙过滤袋过滤，并用流动水冲洗直至滤液无色以除去不稳定黏附的聚苯胺，然后，通过聚丙烯滤膜真空抽滤成型，最后将样品在0.4mpa下压榨8min并在105℃下干燥10分钟。
10、在本方案的一个优选实施方式中，制备方法包括以下具体步骤：
11、s1：将8g高纯铜丝浸入400ml氢氧化钠溶液中，将溶液置于60℃的水浴锅中磁力搅拌直至溶液在二至三天后变为深蓝色，得到饱和铜碱溶液；
12、s2：将干重为0.5g的纤维素纤维分散在50ml饱和铜碱溶液中，然后在室温下连续搅拌60min；接着过滤并用去离子水洗涤，直至滤水滴在ph试纸呈现中性，以除去配位不稳定的cu2+和氢氧化钠溶液；最后，通过过滤获得铜配位纤维素纤维；
13、s2：将获得的铜配位纤维素纤维再分到10mmol的40ml植酸水溶液中，并添加0.25ml苯胺单体，搅拌30min以获得均匀悬浮液；然后将含有2.68mmol过硫酸铵溶液的10ml去离子水滴加到悬浮液中以引发苯胺单体在纤维素纤维上的聚合，过硫酸铵与苯胺的摩尔比为1:1；接着在冰浴中连续搅拌3小时；将翠绿色悬浮液通过200目的尼龙过滤袋过滤，并用流动水冲洗直至滤液无色以除去不稳定黏附的聚苯胺；再通过直径5cm且孔径0.45μm的聚丙烯滤膜，真空抽滤成型，最后将样品在0.4mpa下压榨8min并在105℃下干燥10分钟获得铜配位纤维素纤维掺杂聚苯胺纸基柔性电极材料。
14、实施本专利技术，具有如下有益效果：
15、本专利技术工艺过程简单且高效，原料丰富且易得，适合大规模的工业化生产；所用原料均为可降解的有机物，其中纤维素为世界储量第一的可再生资源，这为低成本、高比电容的柔性储能材料提供了新技术，对于绿色高效的柔性储能材料开发具有重要而深远的意义；通过本专利技术制备方法得到的铜配位纤维素纤维掺杂聚苯胺纸基柔性电极材料具有低成本、高比电容等特性。
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1.一种铜配位纤维素纤维掺杂聚苯胺纸基柔性电极材料，其特征在于，制备方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的铜配位纤维素纤维掺杂聚苯胺纸基柔性电极材料，其特征在于，所述S1中，饱和铜碱溶液的配比方法为：将8g高纯铜丝溶解在400mL质量分数为20％的氢氧化钠溶液中。
3.根据权利要求2所述的铜配位纤维素纤维掺杂聚苯胺纸基柔性电极材料，其特征在于，所述S2中纤维素纤维用量为0.5g，配位时间为2-3天。
4.根据权利要求3所述的铜配位纤维素纤维掺杂聚苯胺纸基柔性电极材料，其特征在于，所述S3中去离子水用量为50mL，植酸在去离子水里的浓度为0.2mol/L，苯胺单体用量为0.25mL，机械搅拌30min，过硫酸铵与苯胺单体的摩尔比为1:1，聚合反应3h。
5.根据权利要求1所述的铜配位纤维素纤维掺杂聚苯胺纸基柔性电极材料，其特征在于，所述S4中产物过滤、洗涤、干燥的步骤为：先采用200目尼龙过滤袋过滤，并用流动水冲洗直至滤液无色以除去不稳定黏附的聚苯胺，然后，通过聚丙烯滤膜真空抽滤成型，最后将样品在0.4MPa下压榨8min并在1
6.根据权利要求1所述的铜配位纤维素纤维掺杂聚苯胺纸基柔性电极材料，其特征在于，制备方法包括以下具体步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种铜配位纤维素纤维掺杂聚苯胺纸基柔性电极材料，其特征在于，制备方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的铜配位纤维素纤维掺杂聚苯胺纸基柔性电极材料，其特征在于，所述s1中，饱和铜碱溶液的配比方法为：将8g高纯铜丝溶解在400ml质量分数为20％的氢氧化钠溶液中。
3.根据权利要求2所述的铜配位纤维素纤维掺杂聚苯胺纸基柔性电极材料，其特征在于，所述s2中纤维素纤维用量为0.5g，配位时间为2-3天。
4.根据权利要求3所述的铜配位纤维素纤维掺杂聚苯胺纸基柔性电极材料，其特征在于，所述s3中去离子水用量为50ml，植酸在去...
【专利技术属性】
技术研发人员：常紫阳，郑硕，梁鼎强，韩守一，陈建斌，郭大亮，赵会芳，沙力争，
申请(专利权)人：浙江科技学院，
类型：发明
国别省市：
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