【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于超级电容器电解质，尤其涉及一种文冠果壳碱木质素基导电水凝胶及其制备方法与应用。
技术介绍
1、近年来，能量存储技术在电子设备中应用广泛，超级电容器是能量存储设备之一，它以充放电速度快、长循环寿命、高能量密度和安全可靠等优点，成为目前最具发展潜力的一种电化学储能器件。常规的超级电容器一般是由两个电极片、电解质和隔膜构成。然而，无论是超级电容器还是锂离子电池，它们都存在着漏液、体积膨胀、自放电性能差以及难以设计成多种形状等问题，因此基于安全性和柔韧性考量，固体电解质取代液态电解质已逐渐成为固体超级电容器发展的热点。
2、在固态超级电容器中，水凝胶的导电性和机械性能是决定其最大应用价值的关键因素。通过在水凝胶中加入金属离子、碳基材料、导电高分子等导电填料，可以显著地改善水凝胶的电导率。但是导电填料的引入会导致水凝胶的拉伸强度下降，限制了其在固态超级电容器中的应用，所以，开发同时具有高离子电导率和高机械强度的水凝胶是推进其实际应用的关键。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种基于导电性与力学性能相结合的新型水凝胶类电解质，使固体电解质同时具备高导电率和优异的机械性能，组装的对称超级电容器显示出优异的电化学性能。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了以下技术方案：
3、本专利技术提供了一种文冠果壳碱木质素基导电水凝胶的制备方法，包括如下步骤：将文冠果壳碱木质素与二甲基亚砜、聚乙烯醇和水混合，得碱木质素基聚乙烯醇复
4、优选的，所述文冠果壳碱木质素为以文冠果壳为原料，采用碱溶出、酸沉淀的方法制备获得。
5、优选的，所述碱溶出、酸沉淀的方法包括如下步骤：将文冠果壳与含有氢氧化钠和尿素的溶液混合，搅拌后过滤，向滤液中加入醋酸至出现沉淀为止；取沉淀洗涤至上清液为中性，得文冠果壳碱木质素。
6、优选的，所述含有氢氧化钠和尿素的溶液中，氢氧化钠的含量为8wt％～10wt％；尿素的含量为10wt％～12wt％。
7、优选的，文冠果壳碱木质素、二甲基亚砜、聚乙烯醇和水的用量比为0.6g～0.8g：35.4ml～35.5ml：8.4g～8.5g：6.5ml～6.6ml。
8、优选的，所述含有氯化亚铁四水合物和氯化铁的溶液中，氯化亚铁四水合物和氯化铁的摩尔比为1～2：2～1。
9、优选的，所述混合搅拌的时间为大于0min且在55min以下。
10、本专利技术还提供了上述制备方法制备所得的文冠果壳碱木质素基导电水凝胶。
11、本专利技术还提供了上述制备方法或上述文冠果壳碱木质素基导电水凝胶在制备电解质中的应用。
12、本专利技术还提供了上述制备方法或上述文冠果壳碱木质素基导电水凝胶在制备超级电容器中的应用。
13、本专利技术的有益效果：
14、本专利技术利用农林废弃物—文冠果壳中提取的碱木质素作为聚乙烯醇水凝胶的机械性能的增强剂，以二甲基亚砜和去离子水为二元溶剂，避开了传统的聚乙烯醇水凝胶中复杂的反复冻融过程，操作简单，易于实现，适合于工业生产，为未来固态超级电容器的研究提供了更多的可能性。另外，本专利技术利用文冠果壳碱木质素对fe2+和fe3+进行配位，使其具有较高的导电性，同时所形成的配位体还能进一步强化水凝胶网络，实现固体电解质同时具备高导电率和优异的机械性能的目的，使组装的对称超级电容器显示出优异的电化学性能。
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1.一种文冠果壳碱木质素基导电水凝胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将文冠果壳碱木质素与二甲基亚砜、聚乙烯醇和水混合，得碱木质素基聚乙烯醇复合水凝胶；将碱木质素基聚乙烯醇复合水凝胶与含有氯化亚铁四水合物和氯化铁的溶液混合搅拌，得文冠果壳碱木质素基导电水凝胶。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述文冠果壳碱木质素为以文冠果壳为原料，采用碱溶出、酸沉淀的方法制备获得。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述碱溶出、酸沉淀的方法包括如下步骤：将文冠果壳与含有氢氧化钠和尿素的溶液混合，搅拌后过滤，向滤液中加入醋酸至出现沉淀为止；取沉淀洗涤至上清液为中性，得文冠果壳碱木质素。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述含有氢氧化钠和尿素的溶液中，氢氧化钠的含量为8wt％～10wt％；尿素的含量为10wt％～12wt％。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，文冠果壳碱木质素、二甲基亚砜、聚乙烯醇和水的用量比为0.6g～0.8g：35.4ml～35.5ml：8.4g～8.5g：6.5ml～6.6m
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述含有氯化亚铁四水合物和氯化铁的溶液中，氯化亚铁四水合物和氯化铁的摩尔比为1～2：2～1。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述混合搅拌的时间为大于0min且在55min以下。
8.权利要求1-7任意一项所述制备方法制备所得的文冠果壳碱木质素基导电水凝胶。
9.权利要求1-7任意一项所述制备方法或权利要求8所述文冠果壳碱木质素基导电水凝胶在制备电解质中的应用。
10.权利要求1-7任意一项所述制备方法或权利要求8所述文冠果壳碱木质素基导电水凝胶在制备超级电容器中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种文冠果壳碱木质素基导电水凝胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将文冠果壳碱木质素与二甲基亚砜、聚乙烯醇和水混合，得碱木质素基聚乙烯醇复合水凝胶；将碱木质素基聚乙烯醇复合水凝胶与含有氯化亚铁四水合物和氯化铁的溶液混合搅拌，得文冠果壳碱木质素基导电水凝胶。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述文冠果壳碱木质素为以文冠果壳为原料，采用碱溶出、酸沉淀的方法制备获得。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述碱溶出、酸沉淀的方法包括如下步骤：将文冠果壳与含有氢氧化钠和尿素的溶液混合，搅拌后过滤，向滤液中加入醋酸至出现沉淀为止；取沉淀洗涤至上清液为中性，得文冠果壳碱木质素。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述含有氢氧化钠和尿素的溶液中，氢氧化钠的含量为8wt％～10wt％；尿素的含量为10wt％～12wt％。
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