專(zhuān)利名稱(chēng)：細(xì)菌纖維素基發(fā)電纖維及紗線的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種細(xì)菌纖維素基發(fā)電纖維及紗線的制備方法，特別是一種能應(yīng)用于微型、高性能電子器械與傳感器的自發(fā)電源的細(xì)菌纖維素基發(fā)電纖維及紗線的制備方法。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，電已經(jīng)是社會(huì)中不可或缺的一部分。我國(guó)的電力現(xiàn)狀是都市缺電，偏遠(yuǎn)無(wú)電，春秋谷，冬夏峰。雖然國(guó)家開(kāi)啟了西電東送的工程，但是長(zhǎng)距離輸電的電力損失和高昂的線路鋪設(shè)費(fèi)用則使電力的成本不降反升。中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2011年我國(guó)用電量達(dá)4. 69萬(wàn)億千瓦時(shí)，同比增長(zhǎng)11. 7%。2010年電力供需最大缺口為3000萬(wàn)千瓦；迎峰度夏期間最大缺口為2500萬(wàn)千瓦。目前，發(fā)電量遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的需求。
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然而發(fā)電裝機(jī)容量還在逐年減少，2011年全國(guó)新增發(fā)電裝機(jī)容量超過(guò)了 9000萬(wàn)千瓦，但實(shí)際上有效增加的規(guī)模是減少的?；痣娛俏覈?guó)發(fā)電主力，然而火電連年虧損使電企失去投資動(dòng)力和能力，火電投資持續(xù)快速下降，由2005年的2271億元快速減少到2011年的1054億元。氣候的變化導(dǎo)致出現(xiàn)極寒、極熱的天氣及電煤價(jià)格持續(xù)高位運(yùn)行也加劇了用電的緊張。因此，今后幾年電力缺口肯定將繼續(xù)擴(kuò)大，預(yù)計(jì)2012年將達(dá)到5000萬(wàn)千瓦。電能供應(yīng)不足而造成的“硬缺電”現(xiàn)象在所難免。再者偏遠(yuǎn)地區(qū)由于地形和資金，很多地方供電受限制甚至還沒(méi)有通電。軍事作戰(zhàn)，遠(yuǎn)足時(shí)交流、交通等因?yàn)樗鶖y帶電量有限且不能維持長(zhǎng)久，對(duì)于人煙稀少的區(qū)域，電力設(shè)備的供應(yīng)也是個(gè)問(wèn)題，目前的大型發(fā)電裝置都比較復(fù)雜且耗能多，小型發(fā)電裝置的制造、回收不當(dāng)都會(huì)對(duì)環(huán)境造成很大危害。因此，我們現(xiàn)在的技術(shù)需要，即發(fā)電自發(fā)電，以提高電力使用效率，減少電力輸送環(huán)節(jié)，降低成本，從生活中即時(shí)獲得我們所需要的電能。微電子與微制造技術(shù)的發(fā)展使無(wú)線傳感網(wǎng)和微執(zhí)行器等微系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)、體內(nèi)植入生物芯片、汽車(chē)、建筑、軍事的等重要領(lǐng)域。隨著研究的深入，微機(jī)電系統(tǒng)的對(duì)功能的追求越來(lái)越強(qiáng)，對(duì)功耗的要求越來(lái)越低，而對(duì)體積和尺寸則進(jìn)入了納米尺度的研究。納米技術(shù)作為21世紀(jì)的重要的新興科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，在理論和實(shí)踐上正經(jīng)歷著高速發(fā)展。大量的新型納米器件和材料不斷被開(kāi)發(fā)，為人們的生活帶來(lái)更多的便利。同時(shí)，也從微電子技術(shù)研究層面為我們帶來(lái)了解決能源危機(jī)的清潔技術(shù)。然而納米技術(shù)發(fā)展到今日，大量研究都是集中于開(kāi)發(fā)高靈敏度、高性能的納米器件，幾乎沒(méi)有任何關(guān)于納米尺度的電源系統(tǒng)的研究。但是，應(yīng)用于生物國(guó)防等方面的納米傳感器對(duì)這種電源的需求因?yàn)榧夹g(shù)的提升而越發(fā)迫切。一般來(lái)說(shuō)這些器件的電源都是直接或者間接的來(lái)源于電池。傳感器能從物體內(nèi)自己給自己提供電源，從而同時(shí)實(shí)現(xiàn)器件和電源的小型化是研究人員近年來(lái)研究的目標(biāo)。自從居里兄弟在石英晶體中發(fā)現(xiàn)壓電效應(yīng)開(kāi)始，人們便一直致力于將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的研究。常規(guī)壓電材料因?yàn)槠潆妼W(xué)性能，雖然可以形成電勢(shì)變化，但并不能像金屬一樣形成具有單向?qū)щ娦缘男ぬ鼗鶆?shì)壘，因而不能達(dá)到能量的聚集到釋放這一過(guò)程。因而現(xiàn)在壓電電路一般需要一個(gè)復(fù)雜的外接電路來(lái)完成電能的輸出。而常規(guī)壓電材料因?yàn)榫w結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜而造成壓電結(jié)構(gòu)并不能做到小型化，更不用說(shuō)納米尺度的高質(zhì)量壓電結(jié)構(gòu)。但是當(dāng)氧化鋅和氧化硅等金屬氧化物進(jìn)入壓電纖維的研究范疇后，其簡(jiǎn)單的化學(xué)成分和晶體結(jié)構(gòu)造就出其純度、尺寸、形貌的易控性。其作為金屬氧化物的導(dǎo)電性和作為壓電材料優(yōu)異的發(fā)電性能，迅速成為當(dāng)今壓電材料研究的重要材料。2006年美國(guó)佐治亞理工學(xué)院華裔科學(xué)家王中林領(lǐng)導(dǎo)的科研小組研制出一種能產(chǎn)生電能的新型鍍氧化鋅納米纖維，并在馬達(dá)帶動(dòng)由于壓電效應(yīng)產(chǎn)生電能；2011年美國(guó)和中國(guó)的科學(xué)家合作研究出了以氧化鋅納米線為基礎(chǔ)的一種壓電納米發(fā)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)了在納米尺度上把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。不過(guò)現(xiàn)在的材料因?yàn)槠淇傮w工作效率的平庸和在潮濕環(huán)境下效率的急劇降低，并不能很好地投入使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目是提供一種細(xì)菌纖維素基發(fā)電纖維及紗線的制備方法。本發(fā)明所制 備的納米細(xì)菌纖維素基發(fā)電纖維及紗線可以應(yīng)用到環(huán)境監(jiān)測(cè)、體內(nèi)植入生物芯片、汽車(chē)、建筑、軍事的等重要需要微型器件與其相對(duì)應(yīng)的微型自發(fā)電源的領(lǐng)域。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下
本發(fā)明的細(xì)菌纖維素基發(fā)電纖維的制備方法，包括如下步驟
(1)將漂白處理后的細(xì)菌纖維素濕膜置于一對(duì)握持羅拉之間，按照10mnTlOO m/分鐘的速度喂入；
(2)從羅拉之間輸出的纖維素膜經(jīng)刺輥表面針刺高速穿刺、割裂以及梳理作用，將細(xì)菌纖維素濕膜變成細(xì)菌纖維素纖維；將細(xì)菌纖維素纖維經(jīng)壓濾機(jī)壓濾處理，制備出細(xì)菌纖維素超細(xì)纖維條；取出后冷凍干燥，待用；
(3)將細(xì)菌纖維素超細(xì)纖維條進(jìn)行金屬金、銀、銅、鋁等真空濺射涂層，然后再進(jìn)行金屬鋅真空濺射或蒸鍍處理，得到細(xì)菌纖維素B，取出待用；
(4)將細(xì)菌纖維素B放入胺鹽溶液，反應(yīng)一段時(shí)間，形成細(xì)菌纖維素C，取出后冷凍干燥，然后60-100°C熱環(huán)境中放置，制備出具有發(fā)電性能的細(xì)菌纖維素纖維。步驟(I)中所使用的握持羅拉的直徑為2(T3000mm。步驟(2)中經(jīng)過(guò)壓濾處理的細(xì)菌纖維素超級(jí)纖維的含水率在159^50000%之間，超細(xì)纖維的直徑在l(T500nm，超細(xì)纖維長(zhǎng)度在200nnT200mm之間。步驟(4)中所述的胺鹽溶液為六亞甲基四胺、尿素、氨水、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺溶液的一種或他們的混合物，溶液中胺離子濃度為O. 01mol/L，細(xì)菌纖維素B和所放入的胺鹽溶液的質(zhì)量比為1:1-1:10，反應(yīng)溫度2(Tl00°C，反應(yīng)時(shí)間為2 2小時(shí)。采用本發(fā)明所述的細(xì)菌纖維素基發(fā)電纖維紡紗得到本發(fā)明的細(xì)菌纖維素基發(fā)電紗線。采用本發(fā)明的細(xì)菌纖維素基發(fā)電纖維紡紗得到紗線。本發(fā)明所制成的成品為細(xì)菌纖維素基發(fā)電纖維及紗線，可通過(guò)現(xiàn)有的紡織織造技術(shù)進(jìn)行深入加工?？梢孕纬刹煌?guī)模尺度的機(jī)械發(fā)電組件，廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)、體內(nèi)植入生物芯片、汽車(chē)、建筑、軍事的等對(duì)自發(fā)電組件有著不同尺寸功率要求的領(lǐng)域。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。實(shí)施例I
本實(shí)施例的細(xì)菌纖維素基發(fā)電纖維的制備方法，包括如下步驟
(I)將漂白處理后的細(xì)菌纖維素濕膜置于一對(duì)握持羅拉之間，按照10 mnTlOO m/分鐘的速度喂入；所使用的握持羅拉的直徑為2(T3000mm。(2)從羅拉之間輸出的纖維素膜經(jīng)刺輥表面針刺高速穿刺、割裂以及梳理作用，將細(xì)菌纖維素濕膜變成細(xì)菌纖維素纖維；將細(xì)菌纖維素纖維經(jīng)壓濾機(jī)壓濾處理，制備出細(xì)菌纖維素超細(xì)纖維條；取出后冷凍干燥，待用；經(jīng)過(guò)壓濾處理的細(xì)菌纖維素超級(jí)纖維的含水率在15% 50000%之間，超細(xì)纖維的直徑在l(T500nm，超細(xì)纖維長(zhǎng)度在200nnT200mm之間。(3)將細(xì)菌纖維素超細(xì)纖維條進(jìn)行金屬金、銀、銅、鋁等真空濺射涂層，然后再進(jìn)行 金屬鋅真空濺射或蒸鍍處理，得到細(xì)菌纖維素B，取出待用；
(4)將細(xì)菌纖維素B放入胺鹽溶液，反應(yīng)一段時(shí)間，形成細(xì)菌纖維素C，取出后冷凍干燥，然后60-100°C熱環(huán)境中放置，制備出具有發(fā)電性能的細(xì)菌纖維素纖維。所述的胺鹽溶液為六亞甲基四胺、尿素、氨水、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺溶液的一種或他們的混合物，溶液中胺離子濃度為O. Olmol/L,細(xì)菌纖維素B和所放入的胺鹽溶液的質(zhì)量比為1:1_1:10，反應(yīng)溫度2(Tl00°C，反應(yīng)時(shí)間為2 2小時(shí)。采用得到的細(xì)菌纖維素基發(fā)電纖維紡紗得到本發(fā)明的細(xì)菌纖維素基發(fā)電紗線。一段10厘米長(zhǎng)的紗線在超聲波震蕩處理情況下，經(jīng)檢流計(jì)檢測(cè)到40nA的電流輸出信號(hào)。實(shí)施例2
本實(shí)施例的細(xì)菌纖維素基發(fā)電纖維的制備方法，包括如下步驟
(I)將漂白處理后的細(xì)菌纖維素濕膜置于一對(duì)握持羅拉之間，按照10 mm /分鐘的速度喂入；所使用的握持羅拉的直徑為20mm。(2)從羅拉之間輸出的纖維素膜經(jīng)刺輥表面針刺高速穿刺、割裂以及梳理作用，將細(xì)菌纖維素濕膜變成細(xì)菌纖維素纖維；將細(xì)菌纖維素纖維經(jīng)壓濾機(jī)壓濾處理，制備出細(xì)菌纖維素超細(xì)纖維條；取出后冷凍干燥，待用；經(jīng)過(guò)壓濾處理的細(xì)菌纖維素超級(jí)纖維的含水率在15%，超細(xì)纖維的直徑為10nm，超細(xì)纖維長(zhǎng)度為200nm。(3)將細(xì)菌纖維素超細(xì)纖維條進(jìn)行金屬金真空濺射涂層，然后再進(jìn)行金屬鋅真空濺射或蒸鍍處理，得到細(xì)菌纖維素B，取出待用；
(4)將細(xì)菌纖維素B放入胺鹽溶液，反應(yīng)一段時(shí)間，形成細(xì)菌纖維素C，取出后冷凍干燥，然后60°C熱環(huán)境中放置，制備出具有發(fā)電性能的細(xì)菌纖維素纖維。所述的胺鹽溶液為六亞甲基四胺溶液，溶液中胺離子濃度為0. Olmol/L，細(xì)菌纖維素B和所放入的胺鹽溶液的質(zhì)量比為1: 1，反應(yīng)溫度20°C，反應(yīng)時(shí)間為72小時(shí)。采用得到的細(xì)菌纖維素基發(fā)電纖維紡紗得到本發(fā)明的細(xì)菌纖維素基發(fā)電紗線。一段10厘米長(zhǎng)的紗線在超聲波震蕩處理情況下，經(jīng)檢流計(jì)檢測(cè)到38nA的電流輸出信號(hào)。實(shí)施例3
本實(shí)施例的細(xì)菌纖維素基發(fā)電纖維的制備方法，包括如下步驟
(I)將漂白處理后的細(xì)菌纖維素濕膜置于一對(duì)握持羅拉之間，按照100 m/分鐘的速度喂入；所使用的握持羅拉的直徑為3000mm。(2)從羅拉之間輸出的纖維素膜經(jīng)刺輥表面針刺高速穿刺、割裂以及梳理作用，將細(xì)菌纖維素濕膜變成細(xì)菌纖維素纖維；將細(xì)菌纖維素纖維經(jīng)壓濾機(jī)壓濾處理，制備出細(xì)菌纖維素超細(xì)纖維條；取出后冷凍干燥，待用；經(jīng)過(guò)壓濾處理的細(xì)菌纖維素超級(jí)纖維的含水率在50000%，超細(xì)纖維的直徑為500nm，超細(xì)纖維長(zhǎng)度為200mm。(3)將細(xì)菌纖維素超細(xì)纖維條進(jìn)行金屬銀真空濺射涂層，然后再進(jìn)行金屬鋅蒸鍍處理，得到細(xì)菌纖維素B，取出待用；
(4)將細(xì)菌纖維素B放入胺鹽溶液，反應(yīng)一段時(shí)間，形成細(xì)菌纖維素C，取出后冷凍干燥，然后100°C熱環(huán)境中放置，制備出具有發(fā)電性能的細(xì)菌纖維素纖維。所述的胺鹽溶液為乙醇胺溶液，溶液中胺離子濃度為O. Olmol/L，細(xì)菌纖維素B和所放入的胺鹽溶液的質(zhì)量比為1:10，反應(yīng)溫度100°C，反應(yīng)時(shí)間為2小時(shí)。 采用得到的細(xì)菌纖維素基發(fā)電纖維紡紗得到本發(fā)明的細(xì)菌纖維素基發(fā)電紗線。一段10厘米長(zhǎng)的紗線在超聲波震蕩處理情況下，經(jīng)檢流計(jì)檢測(cè)到38nA的電流輸出信號(hào)。實(shí)施例4
本實(shí)施例的細(xì)菌纖維素基發(fā)電纖維的制備方法，包括如下步驟
(I)將漂白處理后的細(xì)菌纖維素濕膜置于一對(duì)握持羅拉之間，按照80 m/分鐘的速度喂入；所使用的握持羅拉的直徑為200_。(2)從羅拉之間輸出的纖維素膜經(jīng)刺輥表面針刺高速穿刺、割裂以及梳理作用，將細(xì)菌纖維素濕膜變成細(xì)菌纖維素纖維；將細(xì)菌纖維素纖維經(jīng)壓濾機(jī)壓濾處理，制備出細(xì)菌纖維素超細(xì)纖維條；取出后冷凍干燥，待用；經(jīng)過(guò)壓濾處理的細(xì)菌纖維素超級(jí)纖維的含水率在30000%之間，超細(xì)纖維的直徑在10(T300nm，超細(xì)纖維長(zhǎng)度在8(Tl20mm之間。(3)將細(xì)菌纖維素超細(xì)纖維條進(jìn)行金屬鋁真空濺射涂層，然后再進(jìn)行金屬鋅真空濺射處理，得到細(xì)菌纖維素B，取出待用；
(4)將細(xì)菌纖維素B放入胺鹽溶液，反應(yīng)一段時(shí)間，形成細(xì)菌纖維素C，取出后冷凍干燥，然后75°C熱環(huán)境中放置，制備出具有發(fā)電性能的細(xì)菌纖維素纖維。所述的胺鹽溶液為六亞甲基四胺、尿素、氨水、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺溶液的混合溶液，溶液中胺離子濃度為O. Olmol/L,細(xì)菌纖維素B和所放入的胺鹽溶液的質(zhì)量比為1:5，反應(yīng)溫度75°C，反應(yīng)時(shí)間為26小時(shí)。采用得到的細(xì)菌纖維素基發(fā)電纖維紡紗得到本發(fā)明的細(xì)菌纖維素基發(fā)電紗線。一段10厘米長(zhǎng)的紗線在超聲波震蕩處理情況下，經(jīng)檢流計(jì)檢測(cè)到38nA的電流輸出信號(hào)。實(shí)施例5
本實(shí)施例的細(xì)菌纖維素基發(fā)電纖維的制備方法，包括如下步驟
(I)將漂白處理后的細(xì)菌纖維素濕膜置于一對(duì)握持羅拉之間，按照80 mm /分鐘的速度喂入；所使用的握持羅拉的直徑為800_。(2)從羅拉之間輸出的纖維素膜經(jīng)刺輥表面針刺高速穿刺、割裂以及梳理作用，將細(xì)菌纖維素濕膜變成細(xì)菌纖維素纖維；將細(xì)菌纖維素纖維經(jīng)壓濾機(jī)壓濾處理，制備出細(xì)菌纖維素超細(xì)纖維條；取出后冷凍干燥，待用；經(jīng)過(guò)壓濾處理的細(xì)菌纖維素超級(jí)纖維的含水率在300%之間，超細(xì)纖維的直徑在lOOnm，超細(xì)纖維長(zhǎng)度在160mm之間。(3)將細(xì)菌纖維素超細(xì)纖維條進(jìn)行金屬銅真空濺射涂層，然后再進(jìn)行金屬鋅真空濺射處理，得到細(xì)菌纖維素B，取出待用；
(4)將細(xì)菌纖維素B放入胺鹽溶液，反應(yīng)一段時(shí)間，形成細(xì)菌纖維素C，取出后冷凍干燥，然后65°C熱環(huán)境中放置，制備出具有發(fā)電性能的細(xì)菌纖維素纖維。所述的胺鹽溶液為六亞甲基四胺、尿素溶液的混合溶液，溶液中胺離子濃度為O. Olmol/L，細(xì)菌纖維素B和所放入的胺鹽溶液的質(zhì)量比為1:3，反應(yīng)溫度35°C，反應(yīng)時(shí)間為36小時(shí)。采用得到的細(xì)菌纖維素基發(fā)電纖維紡紗得到本發(fā)明的細(xì)菌纖維素基發(fā)電紗線。一段10厘米長(zhǎng)的紗線在超聲波震蕩處理情況下，經(jīng)檢流計(jì)檢測(cè)到35nA的電流輸出信號(hào)。實(shí)施例6
本實(shí)施例的細(xì)菌纖維素基發(fā)電纖維的制備方法，包括如下步驟
(I)將漂白處理后的細(xì)菌纖維素濕膜置于一對(duì)握持羅拉之間，按照60 m/分鐘的速度喂入；所使用的握持羅拉的直徑為800_。(2)從羅拉之間輸出的纖維素膜經(jīng)刺輥表面針刺高速穿刺、割裂以及梳理作用，將細(xì)菌纖維素濕膜變成細(xì)菌纖維素纖維；將細(xì)菌纖維素纖維經(jīng)壓濾機(jī)壓濾處理，制備出細(xì)菌纖維素超細(xì)纖維條；取出后冷凍干燥，待用；經(jīng)過(guò)壓濾處理的細(xì)菌纖維素超級(jí)纖維的含水率在8000%之間，超細(xì)纖維的直徑在14(Tl80nm之間，超細(xì)纖維長(zhǎng)度在5(T60mm之間。(3)將細(xì)菌纖維素超細(xì)纖維條進(jìn)行金屬金真空濺射涂層，然后再進(jìn)行金屬鋅真空濺射或蒸鍍處理，得到細(xì)菌纖維素B，取出待用；
(4)將細(xì)菌纖維素B放入胺鹽溶液，反應(yīng)一段時(shí)間，形成細(xì)菌纖維素C，取出后冷凍干燥，然后78°C熱環(huán)境中放置，制備出具有發(fā)電性能的細(xì)菌纖維素纖維。所述的胺鹽溶液為六亞甲基四胺尿素溶液，溶液中胺離子濃度為O. Olmol/L，細(xì)菌纖維素B和所放入的胺鹽溶液的質(zhì)量比為1:9，反應(yīng)溫度60°C，反應(yīng)時(shí)間為33小時(shí)。采用得到的細(xì)菌纖維素基發(fā)電纖維紡紗得到本發(fā)明的細(xì)菌纖維素基發(fā)電紗線。一段10厘米長(zhǎng)的紗線在超聲波震蕩處理情況下，經(jīng)檢流計(jì)檢測(cè)到36nA的電流輸出信號(hào)。實(shí)施例7
將漂白后的細(xì)菌纖維素，按照IOmm的速度喂入一對(duì)直徑為20mm的握持羅拉之間。然后經(jīng)過(guò)經(jīng)針狀、超硬、彈性不銹鋼絲或合金絲拋光輪等構(gòu)成的針刺輥表面針狀梳理針刺高速穿刺、割裂以及梳理作用，將細(xì)菌纖維素濕膜變成細(xì)菌纖維素纖維。經(jīng)過(guò)真空冷凍干燥處理后的細(xì)菌纖維素超級(jí)纖維含水率為3%，直徑為400nm，長(zhǎng)度為150mm。然后將細(xì)菌纖維素超級(jí)纖維金屬金真空濺射涂層，然后再進(jìn)行真空蒸鍍金屬鋅，形成細(xì)菌纖維素纖維B。將細(xì)菌纖維素B按照1:1的質(zhì)量比放入80攝氏度恒溫的胺鹽溶液中，反應(yīng)36小時(shí)后形成細(xì)菌纖維素纖維C?？色@得細(xì)菌纖維素基發(fā)電纖維及紗線。一段10厘米長(zhǎng)的紗線在超聲波震蕩處理情況下，經(jīng)檢流計(jì)檢測(cè)到32nA的電流輸出信號(hào)。實(shí)施例8
將漂白后的細(xì)菌纖維素，按照30mm的速度喂入一對(duì)直徑為50mm的握持羅拉之間。然后經(jīng)過(guò)經(jīng)針狀、超硬、彈性不銹鋼絲或合金絲拋光輪等構(gòu)成的針刺輥表面針狀梳理針刺高速穿刺、割裂以及梳理作用，將細(xì)菌纖維素濕膜變成細(xì)菌纖維素纖維。經(jīng)過(guò)處理后的細(xì)菌纖維素超級(jí)纖維含水率為2%,直徑為320nm,長(zhǎng)度為150mm。然后將細(xì)菌纖維素超級(jí)纖維金屬銀真空濺射涂層，然后再進(jìn)行真空濺射金屬鋅，形成細(xì)菌纖維素纖維B。將細(xì)菌纖維素B按照I: I的質(zhì)量比放入85攝氏度恒溫的胺鹽溶液中，反應(yīng)48小時(shí)后形成細(xì)菌纖維素纖維C。獲得細(xì)菌纖維素基發(fā)電纖維及紗線。一段10厘米長(zhǎng)的紗線在超聲波震蕩處理情況下，經(jīng)檢流計(jì)檢測(cè)到30nA的電流輸出信號(hào)。實(shí)施例9
將漂白后的細(xì)菌纖維素，按照50mm的速度喂入一對(duì)直徑為80mm的握持羅拉之間。然后經(jīng)過(guò)經(jīng)針狀、超硬、彈性不銹鋼絲或合金絲拋光輪等構(gòu)成的針刺輥表面針狀梳理針刺高速穿刺、割裂以及梳理作用，將細(xì)菌纖維素濕膜變成細(xì)菌纖維素纖維。經(jīng)過(guò)真空冷凍干燥處理后的細(xì)菌纖維素超級(jí)纖維含水率為3%，直徑為250nm，長(zhǎng)度為150mm。然后將細(xì)菌纖維素超級(jí)纖維金屬銅真空濺射涂層，然后再進(jìn)行真空磁控濺射金屬鋅，形成細(xì)菌纖維素纖維B。 將細(xì)菌纖維素B按照I: I的質(zhì)量比放入90攝氏度恒溫的胺鹽溶液中，反應(yīng)60小時(shí)后形成細(xì)菌纖維素纖維C。獲得細(xì)菌纖維素基發(fā)電纖維及紗線。一段10厘米長(zhǎng)的紗線在超聲波震蕩處理情況下，經(jīng)檢流計(jì)檢測(cè)到28nA的電流輸出信號(hào)。
權(quán)利要求
1.一種細(xì)菌纖維素基發(fā)電纖維的制備方法，其特種在于，包括如下步驟 (1)將漂白處理后的細(xì)菌纖維素濕膜置于一對(duì)握持羅拉之間，按照10mnTlOO m/分鐘的速度喂入； (2)從羅拉之間輸出的纖維素膜經(jīng)刺輥表面針刺高速穿刺、割裂以及梳理作用，將細(xì)菌纖維素濕膜變成細(xì)菌纖維素纖維；將細(xì)菌纖維素纖維經(jīng)壓濾機(jī)壓濾處理，制備出細(xì)菌纖維素超細(xì)纖維條；取出后冷凍干燥，待用； (3)將細(xì)菌纖維素超細(xì)纖維條進(jìn)行金屬金、銀、銅、鋁等真空濺射涂層，然后再進(jìn)行金屬鋅真空濺射或蒸鍍處理，得到細(xì)菌纖維素B，取出待用； (4)將細(xì)菌纖維素B放入胺鹽溶液，反應(yīng)一段時(shí)間，形成細(xì)菌纖維素C，取出后冷凍干燥，然后60-100°C熱環(huán)境中放置，制備出具有發(fā)電性能的細(xì)菌纖維素纖維。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的細(xì)菌纖維素基發(fā)電纖維的制備方法，其特種在于步驟(I)中所使用的握持羅拉的直徑為2(T3000mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的細(xì)菌纖維素基發(fā)電纖維的制備方法，其特種在于步驟(2)中經(jīng)過(guò)壓濾處理的細(xì)菌纖維素超級(jí)纖維的含水率在15°/Γ50000%之間，超細(xì)纖維的直徑在l(T500nm，超細(xì)纖維長(zhǎng)度在200nnT200mm之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的細(xì)菌纖維素基發(fā)電纖維的制備方法，其特種在于步驟(4)中所述的胺鹽溶液為六亞甲基四胺、尿素、氨水、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺溶液的一種或他們的混合物，溶液中胺離子濃度為O. 01mol/L，細(xì)菌纖維素B和所放入的胺鹽溶液的質(zhì)量比為1:1-1:10，反應(yīng)溫度2(Tl00°C，反應(yīng)時(shí)間為2 72小時(shí)。
5.一種細(xì)菌纖維素基發(fā)電紗線的制備方法，其特征在于采用權(quán)利要求I所述的細(xì)菌纖維素基發(fā)電纖維紡紗得到紗線。
全文摘要
一種細(xì)菌纖維素基發(fā)電纖維的制備方法，將細(xì)菌纖維素超細(xì)纖維條進(jìn)行金屬金、銀、銅、鋁等真空濺射涂層，然后再進(jìn)行鋅真空濺射或蒸鍍處理，得到細(xì)菌纖維素B，取出待用；將細(xì)菌纖維素B放入胺鹽溶液，反應(yīng)一段時(shí)間，形成細(xì)菌纖維素C,制備出具有發(fā)電性能的細(xì)菌纖維素纖維。本發(fā)明方法所制成的成品為細(xì)菌纖維素基發(fā)電纖維及紗線，可通過(guò)現(xiàn)有的紡織織造技術(shù)進(jìn)行深入加工。形成不同規(guī)模尺度的機(jī)械發(fā)電組件，廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)、體內(nèi)植入生物芯片、汽車(chē)、建筑、軍事的等對(duì)自發(fā)電組件有著不同尺寸功率要求的領(lǐng)域。
文檔編號(hào)D01D5/42GK102912631SQ20121041232
公開(kāi)日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2012年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月25日
發(fā)明者張迎晨, 吳紅艷 申請(qǐng)人:中原工學(xué)院