随着人类活动对于能源的需求越来越大,有限的传统能源储量与开采成本的提高形成了能源枯竭问题,随之而来的还有传统能源造成的环境污染问题。如何开发和充分利用可再生的新能源,实现低碳排放已成为人们共同关注的话题。摩擦纳米发电机(TENG)作为一种自驱动的电源,可以从环境中收集不规则的能量例如风能,水波能,人体动能,周围环境中的机械能等从而将其转化为电能,是一种解决能源问题的良好策略。鉴于TENG的摩擦材料具有选择多样性的特质,储量丰富,环保可再生且机械性能良好的木质纤维材料作为TENG摩擦材料的应用随之展开。本论文对纤维素基摩擦材料的表面形貌设计与电荷密度的提高两个方面做出探索。通过物理掺杂将纳米氧化锌(ZnO)加入到纤维素纳米纤丝(CNFs)中混合制成CNFs/ZnO复合材料,该复合材料表面形成的微纳米结构对CNFs的摩擦起电性能具有一定的积极作用。与CNFs相比,CNFs/ZnO(1:1)复合材料的开路电压提升了143%,短路电流提升了173%,输出电荷提升了131%。针对环境湿度对于TENG材料的摩擦起电性能影响,用硬脂酸(SA)对CNFs/ZnO复合材料进行化学改性制作了疏水性CNFs/ZnO/SA复合材料,并探究SA对CNFs/ZnO复合材料的摩擦起电性能的影响机制。接触角最大的CNFs/ZnO/SA(1:1:3.3)与FEP配对达到了88 V,2.2μA,25 n C的电输出性能。电压、电荷分别比CNFs提升了138%、92%。当湿度达到90%左右时,CNFs/ZnO/SA材料的电压和电流可以保持在初始环境下摩擦电输出的80%左右。将CNFs/ZnO/SA复合材料应用于水波能的收集,另外设计并制作出自恢复稳定性的蘑菇形组合式MR-TENG,并将CNFs/ZnO/SA(1:1:3.3)复合材料作为MR-TENG的正极摩擦层,利用接触分离的模式将水波能转化为电能。在模拟水波环境中,单个MR-TENG能够达到电压17.5 V,电流0.6μA,电荷10 n C的电性能输出,还可以为不同容量的电容器充电;手动触发MR-TENG可为6个商用发光二极管持续供电。拓展了CNFs基复合材料在不规则的水波环境中的应用,提高了绿色材料和能源的利用率。本研究不仅展示了高性能,多功能的CNFs基摩擦材料,而且设计了组合式具有自稳定性的蘑菇形MR-TENG,可应用于水波能源的收集。为CNFs基TENG的研究提供了新思路。