DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2022.04.141

醋酸纤维素（CA）是最重要的纤维素衍生物之一，可用于膜、薄膜、纤维、过滤器和聚合物等方面。由于CA的韧性和柔性以及对酸的耐受性，细菌醋酸纤维素（BCA）可用作高性能隔膜的增强材料。本研究采用溶液等离子体法（SPP）从椰子废弃物中提取细菌纤维素（BC），在醋酸溶液中以H2SO4为催化剂，通过多相乙酰化合成BCA。SPP是一种公认的温和、简单、快速的合成方法。本工作研究了溶液等离子体时间以获得相当高的DS值（在这项工作中，DS=1.95）。考虑到环境因素、良好的液体传输和出色的吸收性，高DS值是一个重要特征。此外，通过静电纺丝法将BCA与聚醚嵌段酰胺结合成功制备出纳米纤维膜。所开发的PEBAX/BCA纳米纤维膜显示出足够的孔隙率（74.7%）、出色的液体电解质吸收率（364.6%）、在150℃下优异的热尺寸稳定性、极强的电化学稳定性（0.2C下的放电容量=102.14mAh/g）和较高的离子电导率（9.12×10-3S/cm）。此外，PEBAX/BCA纳米纤维膜可用作高性能隔膜，以提高锂离子电池安全性。

图1.BC和所有BCA样品的代表性FTIR光谱。

图2.静电纺丝法制备PEBAX/xBCA纳米纤维膜的示意图，（a）15wt%PEBAX、（b）20wt%PEBAX、（c）25wt%PEBAX和（d）30wt%PEBAX电纺纳米纤维膜随浓度增长的形态变化，以及BCA5（e）、纯PEBAX（f）、PEBAX/1BCA（g）、PEBAX/2BCA（h）和PEBAX/2BCA纳米纤维膜横截面（i）的FESEM图像。

图3.XRD图谱显示了BC（红色）、BCA（黑色）、纯PEBAX（蓝色）、PEBAX/1BCA（绿色）和PEBAX/2BCA（紫色）的特征峰。

图4.纯PEBAX和PEBAX/xBCA纳米纤维膜的代表性DSC热谱图。

图5.BCA、纯PEBAX、PEBAX/1BCA和PEBAX/2BCA的TGA曲线。

图6.纯PEBAX、PEBAX/xBCA纳米纤维膜和Celgard2400隔膜在150℃下的热稳定性测试。

图7.使用纯PEBAX和PEBAX/xBCA纳米纤维膜时，SS/电解液浸润隔膜/SS电池在室温（30℃）下的奈奎斯特图或交流阻抗谱。

图8.离子电导率的Arrhenius图显示了PEBAX/xBCA纳米纤维膜的温度依赖性，以及PEBAX/xBCA纳米纤维膜孔中Li+扩散路径的示意图。

图9.在3.0-4.2V电压范围内于0.2C下的初始充电/放电曲线（a），以及由不同隔膜组装的锂离子电池的倍率性能（b）。