[发明专利]一种可净化尿液的改性纤维素气凝胶及其制备方法

权利要求书

1.一种可净化尿液的改性纤维素气凝胶的制备方法，包括以下步骤：

（1）将棉籽进行剥绒，得到短棉绒纤维；

（2）将步骤（1）所得短棉绒纤维与碱溶液混合，然后进行碾搓脱脂，再加入氧化剂并加酸调节体系pH至酸性进行碾搓、绞切、压滤，得到氧化改性短棉绒纤维浆饼；

（3）将步骤（2）所得氧化改性短棉绒纤维浆饼与水混合，搅拌匀浆，然后过滤，得到毫米级短棉绒纤维浆饼和微米级纤维素浆液；

（4）将步骤（3）所得微米级纤维素浆液进行剪切搅拌，得纤维悬浮液，然后将所得纤维悬浮液进行均质处理，得到纳米纤维素浆液；

（5）将步骤（3）所得毫米级短棉绒纤维浆饼加入到步骤（3）所得微米级纤维素浆液中，进行剪切搅拌，再加入步骤（4）所得纳米纤维素浆液，继续进行剪切搅拌，然后加入金属改性剂搅拌反应对纤维素浆液进行金属改性，得到氧化和化学吸附金属改性纤维素浆液；

（6）将步骤（5）所得氧化和化学吸附金属改性纤维素浆液进行冷冻干燥或CO₂超临界干燥，即得可净化尿液的改性纤维素气凝胶。

2.根据权利要求1所述的可净化尿液的改性纤维素气凝胶的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中，将棉籽进行剥绒具体是指：将棉籽喂入剥绒机中，在剥绒锯片直径为300-340mm，剥绒锯片转速为600-800 r/min，拨籽辊直径为100-130mm，拨籽辊转速为400-500r/min条件下，重复剥绒2-4次。

3.根据权利要求1所述的可净化尿液的改性纤维素气凝胶的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中，将短棉绒纤维与碱溶液混合，然后进行碾搓脱脂，再加入氧化剂并加酸调节体系pH至酸性进行碾搓、绞切、压滤的具体过程为：将短棉绒纤维与质量分数为10%的氢氧化钠溶液进行混合投料，40-50℃条件下在行星式轮碾混合机中碾搓脱脂50-70min；然后用压滤机压滤，并用水清洗压滤，然后加入质量分数为20%的高碘酸钠溶液，用1mol/L的硫酸溶液调节体系的pH至5.5-6.5，40-50℃下在行星式轮碾混合机中碾搓50-70min；再用绞切机绞切1-3次；重复碾搓、绞切2-4次，然后在压滤机中压滤并用水清洗压滤4-10次。

4.根据权利要求3所述的可净化尿液的改性纤维素气凝胶的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中，所述氧化改性短棉绒纤维浆饼的固含量为30-55%；氧化改性短棉绒纤维浆饼中，长度为5-10mm 的纤维占短棉绒纤维总质量的5-15%，长度为1-5mm 的纤维占短棉绒纤维总质量的10-30%，长度小于1mm 的纤维占短棉绒纤维总质量的40-60%。

5.根据权利要求1所述的可净化尿液的改性纤维素气凝胶的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中，将氧化改性短棉绒纤维浆饼与水混合，搅拌匀浆，然后过滤的具体操作为：将氧化改性短棉绒纤维浆饼与水在打浆机中搅拌匀浆10-20min，然后在袋式精细过滤器中过滤，所得滤饼即为毫米级短棉绒纤维浆饼，滤液为微米级纤维素浆液。

6.根据权利要求1所述的可净化尿液的改性纤维素气凝胶的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中，将微米级纤维素浆液进行剪切搅拌，得纤维悬浮液，然后将所得纤维悬浮液进行均质处理的具体过程为：将步骤（3）所得微米级纤维素浆液用高速剪切搅拌机在16000-20000 r/min转速下搅拌50-70 s，得纤维悬浮液，然后用高压均质机在40-150MPa压力下对纤维悬浮液进行均质处理，循环均质处理10-30次。

7.根据权利要求6所述的可净化尿液的改性纤维素气凝胶的制备方法，其特征在于：所述步骤（4）中，所述纳米纤维素浆液的固含量为1-1.5%；纳米纤维素的直径为10-20 nm；纳米纤维素浆液中，长度大于120nm的纳米纤维素占纳米纤维素总质量的5-10%，长度为80-120nm的纳米纤维素占纳米纤维素总质量的50-70%，长度为50-80nm的纳米纤维素占纳米纤维素总质量的10-30%，长度小于50nm的纳米纤维素占纳米纤维素总质量的5-15%。