一、专利技术优势与特点

  技术优势

  环保简便的制备方法：

  该制备方法基于马来酸酐直接处理生物质原料，过程环保，减少了传统TEMPO氧化法所需的繁琐步骤和化学药品的使用，降低了成本和污染。

  马来酸酐在反应中既作为酸性溶剂脱除木质素，又作为酯化试剂对纤维素进行改性，一药两用，提高了原料的利用率。

  高性能的纳米纤维素膜：

  通过该制备方法得到的纳米纤维素膜具有优异的机械性能和离子电导率。膜材料的机械强度大于70MPa，离子电导率大于1.0mS cm^-1，适合作为高性能隔膜材料使用。

  纳米纤维素膜的多孔纳米纤维网络形态有利于离子的有效传输，同时保证了隔膜的机械稳定性和化学稳定性。

  灵活多样的原料选择：

  原料来源广泛，可以是木材、秸秆、枯叶或纸浆等木质纤维生物质，且可进一步通过基因工程改造生物质原料（如赤霉素20-oxidase1基因过表达的转基因生物质），以提高纳米纤维素膜的综合性能。

  易于回收和再利用：

  反应剩余的马来酸酐可以进行回收并循环利用，减少了资源的浪费和环境的污染。

  广泛的应用前景：

  纳米纤维素膜因其优异的性能，不仅可用于电化学储能器件（如超级电容器）中的隔膜材料，还可在其他需要高性能隔膜的领域（如电池、燃料电池等）得到应用。

  特点

  两步法制备工艺：

  首先通过马来酸酐处理木质纤维原料脱木质素并酯化，再经过碱处理得到碱润胀纳米纤维素，最后制成纳米纤维素膜。这种两步法制备工艺简单高效。

  精确控制的反应条件：

  马来酸酐与水的质量比、反应温度和时间、碱处理溶液的浓度和温度等条件均经过精确控制，以保证最终产品的性能。

  超声波辅助粉碎技术：

  利用超声波对纤维素进行粉碎处理，得到粒径均匀、分布稳定的纳米纤维素悬浮液，有利于后续成膜工艺的进行。

  基因工程与化学工程相结合：

  提出利用赤霉素20-oxidase1基因过表达的转基因生物质作为原料，通过基因工程手段改善纳米纤维素膜的性能，这是一种创新的材料设计方法。

  综上所述，该专利技术在纳米纤维素膜的制备方法、产品性能和应用前景等方面均表现出显著的技术优势和特点，具有较高的实用价值和市场前景。

    二、专利背景

    纳米纤维素作为纤维素的一种特殊形式，具有多孔纳米纤维网络形态，且机械强 度高，绝缘性好，表面可修饰，在储能领域受到广泛关注。隔膜材料在储能器件中起着至关 重要的作用，它不仅是两个电极之间的物理安全屏障，确保离子的有效传输，而且对器件的 长期稳定运行也起着重要作用。目前，常用的玻璃纤维隔膜孔隙率大、机械性能差，导致在 水性电解质中离子通量不均匀、结构完整性低。由于纳米纤维素的结构和化学特性，纳米纤 维素被认为是电化学储能装置中隔膜材料的合适候选者。 

    三、典型实施例