[发明专利]一种木聚糖-点击-壳聚糖季铵盐/蒙脱土纳米复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种木聚糖‑点击‑壳聚糖季铵盐/蒙脱土纳米复合材料及其制备方法。该方法将壳聚糖季铵盐接枝叠氮基后插层进入蒙脱土的层空间，得到叠氮基壳聚糖季铵盐/蒙脱土复合材料；再将接枝炔基的木聚糖与叠氮基壳聚糖季铵盐/蒙脱土复合材料中的叠氮基壳聚糖季铵盐进行点击化学反应，利用点击化学反应在木聚糖和壳聚糖季铵盐之间构建共价键链接，制备得到木聚糖‑点击‑壳聚糖季铵盐/蒙脱土纳米复合材料。本发明在水相中制备木聚糖‑点击‑壳聚糖季铵盐/蒙脱土纳米复合材料，避免了有机溶剂的使用，制得的纳米复合材料在助留助滤、合成纳米贵金属方面有着重要的研究和应用价值，实现木聚糖、壳聚糖季铵盐和蒙脱土三种天然资源的综合利用。

技术领域

本发明涉及有机/无机纳米杂化复合材料制备技术领域，具体涉及一种木聚糖-点击-壳聚糖季铵盐/蒙脱土纳米复合材料及其制备方法。

背景技术

木质纤维素是自然界中最丰富的生物资源，由纤维素、木质素和半纤维素组成，半纤维素是其中连接纤维素和木质素的一类杂聚多糖，占木质纤维素的20～35％。纤维素和木质素已经有大量的研究和应用，而关于半纤维素的应用研究并不够广泛和深入。

壳聚糖是第二大生物资源甲壳素的N-脱乙酰基的产物，是唯一大量存在的碱性多糖。由于壳聚糖具有抗菌、无毒、生物相容性和可生物降解等优点而广泛应用于医药、食品、化妆品、农业、环保和纺织等领域。因此，结合半纤维素和壳聚糖各自分子结构的特点，采用木聚糖作为半纤维素的模型物，可构建出一系列半纤维素-壳聚糖基功能材料，从而为生物质的高值化利用提供新的思路。

点击反应易于操作，并能高产率生成目标产物，很少甚至没有副产物，在许多条件下反应良好，而且不会受相邻的其它官能团的影响。点击化学自提出到现在，还处于初步发展阶段，但却在众多领域得到迅速发展，展示了良好的应用前景，如药物化学、生物科学、高分子化学等，引起了人们的重要关注，应用范围也越来越广泛。半纤维素和壳聚糖可以通过交联、Maillard反应或者通过柠檬酸的桥联进行复合而获得具有许多优异性能的复合物，但是未见采用点击化学的方法进行复合。利用点击化学的Husigen环加成反应将木聚糖和壳聚糖链接起来，将会拥有广泛的应用前景。

矿产资源蒙脱土可起到良好的化学反应催化剂作用，并且制备出的木聚糖-壳聚糖基层状硅酸盐材料耦合了聚合物的可加工性与无机硅酸盐的刚性和热稳定性等诸多优点。

因此，研究首次利用点击化学将木聚糖和壳聚糖链接起来，并将应用广泛的蒙脱土加入其中，实现了三种天然资源的综合利用，制备木聚糖-点击-壳聚糖季铵盐/蒙脱土纳米复合材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种木聚糖-点击-壳聚糖季铵盐/蒙脱土纳米复合材料的制备方法。该方法将壳聚糖季铵盐接枝叠氮基后插层进入蒙脱土的层空间，使蒙脱土的层间距增大，得到叠氮基壳聚糖季铵盐/蒙脱土复合材料；再利用蒙脱土所起模板和催化反应的作用，将接枝炔基的木聚糖与叠氮基壳聚糖季铵盐/蒙脱土复合材料中的叠氮基壳聚糖季铵盐进行点击化学的Huisgen1，3-偶极环加成反应，利用点击化学反应在木聚糖和壳聚糖季铵盐之间构建共价键链接，并使蒙脱土的层间距进一步增大并剥离，制备得到木聚糖-点击-壳聚糖季铵盐/蒙脱土纳米复合材料，实现木聚糖、壳聚糖季铵盐和蒙脱土三种天然资源的综合利用，且所有反应过程均在水相中进行。

本发明的目的还在于提供上述方法制备的一种木聚糖-点击-壳聚糖季铵盐/蒙脱土纳米复合材料。

本发明的目的通过如下技术方案实现。

一种木聚糖-点击-壳聚糖季铵盐/蒙脱土纳米复合材料的制备方法，首先分别将炔丙基和叠氮基接枝在木聚糖和壳聚糖季铵盐的分子链上，再将接枝叠氮基的壳聚糖季铵盐插层进入蒙脱土的层空间，最后将接枝丙炔基的木聚糖与插层入蒙脱土的接枝叠氮基的壳聚糖季铵盐进行点击化学反应，得到木聚糖-点击-壳聚糖季铵盐/蒙脱土纳米复合材料。

一种木聚糖-点击-壳聚糖季铵盐/蒙脱土纳米复合材料的制备方法，具体包括如下步骤：