随着经济的迅猛发展和科技的不断进步,能源危机是人们亟待解决的一个问题。传统的化石能源储量不仅逐年减少,它的燃烧排放更会产生雾霾、酸雨和温室气体,对环境影响恶劣。自供电能源系统作为一种清洁和可再生能源引起了人们的关注。摩擦纳米发电机(TENG)是一种可收集环境机械能的自供电能源,能够收集生物动能、风能以及水能等自然环境能,并将其转化为电能给电子装置供能。木质纤维素材料作为地球储量最为丰富的绿色材料,优异的力学性能和表面官能团可修饰性使它作为TENG基材具有鲜明的优势。本工作通过四种方法将纤维素纳米纤丝(CNFs)和还原氧化石墨烯(rGO)复合制备了四种不同结构的CNF/rGO复合材料,并对四种复合材料的形貌、化学组成及热性能进行了分析。结合XPS和ATR-FTIR等手段对各CNF/rGO复合膜表面化学变化进行表征,探讨了CNFs与rGO之间的连接方式。并通过分析CNF/rGO复合材料的热性能变化规律,阐明了rGO负载量变化及CNFs与rGO的连接方式对复合膜性能的影响。结果表明,制备得到的一种具有二维分层加撑柱结构的CNF/rGO气凝胶复合膜具有优越的导热性,在rGO负载量为1 wt.%时面内导热系数即高达16.304 W/m·K。同时,该CNF/rGO气凝胶复合膜拥有粗糙的表面结构、多孔的内部结构以及丰富的表面极性官能团,是制备TENG摩擦层的理想材料。将制备得到的CNF/rGO气凝胶复合膜和全氟乙烯丙烯共聚物(FEP)薄膜分别作为摩擦层,设计了一种风能驱动的风车型TENG器件。研究了风速对TENG电输出性能的影响,在接触分离和相对滑动相结合的工作方式下,TENG器件在稳定运转时输出开路电压可达到77 V。通过对该TENG的接触分离和相对滑动工作原理进行分析,揭示了TENG采集能量的机制,阐明了CNF/rGO气凝胶复合膜增强TENG性能的机理。本工作实现了微风力驱动TENG对风能的采集,拓展了TENG作为一种自供电能源在人类生活环境中的应用空间。本论文在TENG摩擦材料的开发和TENG器件结构设计两方面展开了研究,为TENG采集风能提供了基本的见解。从能源材料的清洁化和可再生做出了努力,为未来自供电能源系统的开发提供了新思路。