脱木素薄木碳纳米管聚苯胺复合电极材料的制备工艺研究文献综述

 2022-05-01 21:54:27

脱木素薄木/碳纳米管/聚苯胺复合电极材料的制备工艺的综述

绪论

随着能源危机的不断加剧，煤、石油等传统能源由于其有限的储量以及巨大的污染对社会的可持续发展造成了一定挑战。因此，新能源产业的发展也加快了脚步。作为新能源产业的重要一部分，储能领域也受到了越来越多的关注。传统储能材料由于种种原因已经难以满足日益增长的需要，社会对于环境友好且性能优异的储能材料有着广泛的需求。木材由于其自身的环境友好性、低廉的成本以及优异的性能，越来越受到各界的关注。本文通过将传统木材通过分级分离，保留其自身的纤维素网络，并将其与碳纳米管、聚苯胺等材料相结合，制造出拥有优异性能以及较低成本的电极材料。

    1. 纤维素概述

1.1.1 纤维素的特性

纤维素（cellulose）作为生物质材料的主要成分之一，在自然界中有着巨大的储量。它亦是来源最广的天然高分子材料，大量地存在于动植物体中，它每年的产量可达到7.5times;1010吨。纤维素对环境友好，并且具有生物相容性、以及生物可降解性等优点，具有明朗的发展潜力以及较大的利用价值，已被广泛应用于生产加工原料以及工业制造领域当中[1]。

1.1.2 纤维素的分子结构

天然纤维素结构形状看上去是种较为扁平的带状构型，这种天然高分子是由D-吡喃葡萄糖环以beta;（1-4）糖苷键[2]连接而成的，所以呈现出线性以及半刚。纤维素高分子中重复的单元是脱水葡萄糖环（C6H10O5）n，其中n的值在10000~15000之间不等，所以不同来源决定了纤维素可能具有不同的聚合程度。

纤维素大分子的构象常常被形象地称呼为椅式构象（可见下图 1.1）[2]。值得注意的是纤维素具有极高的化学反应活性，而这种特性的原因来自，在纤维素分子结构的每个葡萄糖单元的 C2, C3, C6 位上都分别有3个羟基基团，正是因为这些单元上羟基基团的存在，保证了其优异的化学反应活性。所以，为了满足不同的使用需求，可以对纤维素进行一定的的化学或者物理改性，以达到运用期许。

图1.1 纤维素的化学结构(n为聚合度)

Figure1.1 Chemical structure of cellulose

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