摩擦纳米发电机（TENG）是一种能量收集装置,可将环境和人体产生的机械能转化为可供应用的电能,在可穿戴电子设备、植入式电子器件等领域应用潜力巨大,但是传统摩擦纳米发电机主要由金属和聚合物材料制成,存在生物相容性差、难降解等问题。纤维素具有良好的成膜性和力学性能,但结构中存在大量羟基,以其作为正极材料的摩擦纳米发电机的输出性能偏低。木质素结构中含有大量烷烃,具有比纤维素更优异的摩擦正电性。但木质素成膜性较差,难以直接应用于摩擦纳米发电机中。因此,本文结合木质素与纤维素的优势,制备木质素/纳米纤维素复合薄膜并应用于正极摩擦层。进一步通过对木质素进行季铵化改性和氧化改性,分别增强木质素的给/吸电子能力,从而增强相应复合薄膜的摩擦正电性和负电性,制备了全生物质基摩擦纳米发电机。具体研究内容入下:利用工业碱木质素（AL）和纳米纤维素（CNF）制备木质素/纳米纤维素复合薄膜（AC）,将其与聚四氟乙烯（PTFE）组装成摩擦纳米发电机（AC-PTFE TENG）,通过调控AL和CNF的比例,探究了AL掺量对TENG输出电性能的影响。实验结果显示,与纯CNF薄膜相比,AC薄膜的摩擦正电性有明显提升。随着AL含量增加,输出电压持续增大。当AL在AC中含量增加至60 wt%时,AC-PTFE TENG的摩擦发电性能最优,其输出电压达到81.4 V,最高功率密度可达4.85 m W/m~2,与CNF-PTFE TENG相比提升近50%。将制备的AC-PTFE TENG单元组装成检测阵列放置在鞋垫底部,可以成功监测人体的运动状态,有望用于走路姿势矫正等领域。进一步使用醚化反应和芬顿氧化反应制备季铵化木质素（QAL）和氧化木质素（OAL）,分别增强木质素给/吸电子能力。将改性后的木质素与CNF混合制备季铵化改性木质素/纳米纤维素薄膜（QC）和季铵化改性木质素/纳米纤维素薄膜（OC）,分别将其作为摩擦纳米发电机的正极摩擦层材料和负极摩擦层材料,实现了全生物质制备摩擦层材料的目标。摩擦发电性能测试表明,QC比AC摩擦正电性更强,而OC则具有较好的摩擦负电性。由QC和OC复合薄膜组装成TENG产生的输出电压和最大功率密度分别达到230.2 m V和10.15μW/m~2。进一步,利用制备的TENG组装成自供电质量响应传感器,实时监测行驶中车辆的负载情况。