本发明属于功能材料，涉及凝胶电解质材料，具体涉及一种高导电、高强度的细菌纤维素基凝胶电解质材料及其制备方法和应用。
背景技术：
1、水凝胶电解质，是由包含液体电解质聚合物网络构成的，它规避了液体电解质泄露和固态电解质刚性的缺陷，广泛用于柔性超级电容器。然而，高水含量的凝胶电解质往往削弱了其机械强度，急需协调机械性能和电导率的手段以促进其进一步发展。霍夫曼斯特效应，是指不同的盐表现出在水溶液中沉淀蛋白质的能力，被广泛用于调节凝胶电解质物理化学性质。其中，“盐析效应”是最受欢迎的调控水凝胶机械强度的方式，盐离子通过诱导疏水缔合的方式可以显著增强凝胶的机械强度，但这却降低了其离子传输的性能。相反地，“盐溶效应”，可以大大提高凝胶的离子传输能力，但削弱了其力学性能。因此，合理的利用这两种效应可以实现力学性能和离子传输性能的双向调控。细菌纤维素是一种线性多糖，由β～d～吡喃葡萄糖单体通过1，4～糖苷键连接而形成的线性纤维二糖高分子。细菌纤维素具有出色的机械性能，将聚合物凝胶基质填充进细菌纤维素膜中，可以承受盐离子宽范围的性能调控而不会使凝胶网络崩溃，在柔性电子领域具有广泛的应用前景。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种高导电、高强度的细菌纤维素基凝胶电解质材料及其制备方法和应用。
2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
3、一种高导电、高强度的细菌纤维素基凝胶电解质材料的制备方法，包括以下步骤：
4、步骤1、按水溶性凝胶基质和水的质量比1:24，将水溶性凝胶基质分散在水中，在60～80℃下搅拌均匀，冷却后加入可聚合单体和引发剂搅拌均匀，得到无色稠状液体；
5、所述的水溶性凝胶基质与可聚合单体的质量比为1:9；
6、所述的可聚合单体包括丙烯酸、丙烯酰胺及其衍生物中的任一种；
7、所述的引发剂包括过硫酸铵或者α-酮戊二酸；
8、所述的聚合物单体和引发剂的质量比9:0.04；
9、步骤2、取4×4cm2的细菌纤维素膜一张，放入5wt％氢氧化钠溶液中，在60～80℃加热浸泡1h后，使ph呈中性并去除绝大部分水分，然后浸泡在上述步骤1溶液中搅拌1～3天；
10、步骤3、将上述细菌纤维素膜放入模具中，放入50～80℃烘箱中聚合3～5h，然后浸没在浓度为3～5m的盐溶液中1～5天，得到高导电、高强度的细菌纤维素基凝胶电解质材料。
11、本发明还具有以下技术特征：
12、优先地，所述的水溶性凝胶基质包括聚丙烯醇、聚丙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、海藻酸钠或壳聚糖中的任一种。
13、优先地，所述的聚乙烯醇、聚丙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮的平均分子量为：20500。
14、优先地，所述的细菌纤维素为磺酸基细菌纤维素或羧基细菌纤维素。
15、优先地，所述的搅拌为采用磁力搅拌器搅拌2～3h。
16、优先地，所述的盐溶液包括甲酸钾、甲酸钠、氯化铵、硫酸钙、甲酸胺或硫酸铵的水溶液中的任一种。
17、优先地，所述的盐溶液包括硫酸铵、甲酸胺或氯化铵的水溶液中的任一种。
18、本发明还保护一种采用如上所述的方法制备的高导电、高强度的细菌纤维素基凝胶电解质材料及其在柔性电子领域中的应用。
19、本发明与现有技术相比，具有如下技术效果：
20、本发明由可聚合单体、水溶性凝胶基质和细菌纤维素，经过常规条件引发聚合成细菌纤维素基凝胶。将细菌纤维素引入凝胶基质，形成了密集的聚合物网络，显著地提升了水凝胶的力学性能。进一步的，将细菌纤维素基凝胶浸没在盐溶液中，盐溶液中阳离子(如铵根离子)可以与细菌纤维素形成弱氢键作用，并能够得到充分的解离以及快速迁移。制备的细菌纤维素基凝胶电解质材料具有优异的力学性能和离子迁移速率，在常温下导电率为105ms/cm，且具有优异的拉伸强度(0.78mpa)和良好的柔性；
21、本发明工艺操作简便，生产成本低，适用于工业化生产，且电化学性能优异，为利用柔性水凝胶材料制造柔性电子器件(如柔性超级电容器、传感器等)提供新思路。
1.一种高导电、高强度的细菌纤维素基凝胶电解质材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的高导电、高强度的细菌纤维素基凝胶电解质材料的制备方法，其特征在于，所述的水溶性凝胶基质包括聚乙烯醇、聚丙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、海藻酸钠或壳聚糖中的任一种。
3.如权利要求2所述的高导电、高强度的细菌纤维素基凝胶电解质材料的制备方法，其特征在于，所述的聚丙烯醇、聚丙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮的平均分子量为：20500。
4.如权利要求1所述的高导电、高强度的细菌纤维素基凝胶电解质材料的制备方法，其特征在于，所述的细菌纤维素为未经改性的细菌纤维素或磺酸基细菌纤维素或羧基细菌纤维素。
5.如权利要求1所述的高导电、高强度的细菌纤维素基凝胶电解质材料的制备方法，其特征在于，步骤一中所述的搅拌均为采用磁力搅拌器搅拌2～3h。
6.如权利要求1所述的高导电、高强度的细菌纤维素基凝胶电解质材料的制备方法，其特征在于，所述的盐溶液包括甲酸钾、甲酸钠、氯化铵、硫酸钙、甲酸胺或硫酸铵中的任一种的水溶液。
7.如权利要求1所述的高导电、高强度的细菌纤维素基凝胶电解质材料的制备方法，其特征在于，所述的盐溶液包括硫酸铵、甲酸胺或氯化铵中的任一种的水溶液。
8.一种采用如权利要求1至7中任一项所述的方法制备的高导电、高强度的细菌纤维素基凝胶电解质材料。
9.一种如权利要求8所述的高导电、高强度的细菌纤维素基凝胶电解质材料在柔性电子领域中的应用。
