[发明专利]一种压电气凝胶膜及其制备方法

权利要求书

1.一种压电气凝胶膜，其特征在于由直径为2～6nm、平均长度为0.5～10μm的表面氧化的纤维素纳米纤维与层状金属二硫化物在水中混合，通过凝胶化、溶剂置换、冷冻干燥、冷压制膜并高压极化制备得到。

2.如权利要求1所述压电气凝胶膜，其特征在于所述表面氧化的纤维素纳米纤维按以下方式制备而来：

将TEMPO与NaBr按质量比1:(1～10)加入水中，搅拌至完全溶解；

按质量比TEMPO：天然纤维素＝(0.01～0.1):1加入天然纤维素；

然后按质量比TEMPO:NaClO＝(0.01～0.1)：1加入NaClO；

用NaOH溶液调节体系pH值为7～14，在10～60℃下氧化反应0.5～6h后过滤、洗涤、干燥得到表面氧化的纤维素纳米纤维。

3.如权利要求1所述压电气凝胶膜，其特征在于所述层状金属二硫化物为已剥离的单片层或少片奇数层二硫化钼粉末。

4.权利要求1-3任一项所述压电气凝胶膜的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1)将TEMPO与NaBr按质量比1:(1～10)加入水中，搅拌至完全溶解；按质量比TEMPO：天然纤维素＝(0.01～0.1):1加入天然纤维素；然后按质量比TEMPO:NaClO＝(0.01～0.1)：1加入NaClO；用NaOH溶液调节体系pH值为7～14，在10～60℃下氧化反应0.5～6h后过滤、洗涤、干燥得到表面氧化的纤维素纳米纤维；

2)将所得表面氧化的纤维素纳米纤维加入到水中分散得到TOCN分散液；将已剥离的的单片层或少片奇数层二硫化钼粉末加入到所述TOCN分散液中经分散得到混合分散液；将混合分散液凝胶化，冷冻干燥，冷压及高压极化得到表面氧化纤维素纳米纤维/层状金属二硫化物压电气凝胶膜。

5.如权利要求4所述压电气凝胶膜的制备方法，其特征在于骤1中所述天然纤维素为棉花纤维素、木浆、苎麻纤维、甘蔗渣、细菌纤维素、海鞘纤维素中的一种或任意混合。

6.如权利要求4所述压电气凝胶膜的制备方法，其特征在于步骤2中所述混合分散液中TOCN的浓度为0.1～1wt％；所述混合分散液中MoS₂浓度为2～8wt％。

7.如权利要求4所述压电气凝胶膜的制备方法，其特征在于步骤2中凝胶化方法为浓盐酸酸雾交联或离子交联；交联时间为24～48h。

8.如权利要求4所述压电气凝胶膜的制备方法，其特征在于步骤2中冷冻干燥温度为-60～-50℃，干燥时间为24～48h。

9.如权利要求4所述压电气凝胶膜的制备方法，其特征在于步骤2中冷压条件为0.5～5MPa，冷压时间为15～60min。

10.如权利要求4所述压电气凝胶膜的制备方法，其特征在于步骤2中高压极化的条件为室温电场场强20MV/m下极化2h。