[发明专利]一种纤维素基水凝胶微球及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种纤维素基水凝胶微球及其制备方法和应用。所述制备方法包括如下步骤：将液体石蜡加入反应容器，然后加入纤维素溶液，于25～30℃搅拌10～15分钟，使纤维素溶液在液体石蜡中分散均匀；向体系中加入环氧氯丙烷，继续搅拌30～45min后将温度升至60～70℃，搅拌条件下恒温反应4～6小时后取出反应物；将反应物洗涤后即得所述纤维素基水凝胶微球。本发明基于纤维素溶液，制备出具有可再生性、良好的生物相容性以及吸水效率的纤维素基水凝胶微球，制备方法简单、成本低。该纤维素基水凝胶微球可以广泛用于废水处理、药物缓释、吸附材料、化妆品等领域。

技术领域

本发明属于纤维功能材料制备技术领域，具体涉及一种纤维素基水凝胶微球及其制备方法和应用。

背景技术

目前重金属污染的问题日益严重，造成了严重的水污染情况，有毒化学物质如铬、汞、镉、铅重金属和苯酚、苯胺卤代烃等进入水体后，会直接或间接地通过食物链进入人体，引发各种疾病。工业废水常用处理方法可按其作用分为四大类，即物理处理法、化学处理法、物理化学法和生物处理法。物理法虽简单，但只限于工业废水的初步分离；化学法操作复杂，处理费用高；生物法只是用于辅助废水处理的尾端处理，直接生物法不能达到预期的效果；而化学物理法中的吸附法具有规模小、操作简单、成本低等优点。水凝胶微球作为一种新型绿色、经济可靠、吸附效率高和吸附容量大的吸附剂，在废水处理领域中将具有极大的应用前景。然而现有制备水凝胶微球技术较为复杂，成本较高。

发明内容

为解决现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种纤维素基水凝胶微球的制备方法。本发明以纤维素溶液为原料、环氧氯丙烷为交联剂、液体石蜡为分散相通过反向悬浮聚合反应，制备出具有可再生性、良好的生物相容性以及吸水效率的纤维素基水凝胶微球纤维素。

本发明的另一目的在于提供一种由上述制备方法制得的纤维素基水凝胶微球。

本发明的再一目的在于提供上述纤维素基水凝胶微球的应用。该纤维素基水凝胶微球可以广泛用于废水处理，药物缓释，吸附材料、化妆品等领域。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种纤维素基水凝胶微球的制备方法，包括如下步骤：

(1)配制氢氧化钠质量分数为6％～10％、尿素质量分数为10％～15％的氢氧化钠/尿素水溶液；然后将氢氧化钠/尿素水溶液预冷后加入绝干漂白亚麻浆，其中绝干漂白亚麻浆的绝干量为氢氧化钠/尿素水溶液质量的1％～2％，均质分散后得到纤维素溶液；

(2)将液体石蜡加入反应容器，加入步骤(1)制得的纤维素溶液，于25～30℃搅拌10～15分钟，使纤维素溶液在液体石蜡中分散均匀；向分散均匀的体系中加入环氧氯丙烷，继续搅拌30～45min后将温度升至60～70℃，搅拌条件下恒温反应4～6小时后取出反应物；将反应物洗涤后即得所述纤维素基水凝胶微球。

纤维素是一种来源广泛的可再生资源，具有生物相容性和生物降解性，在功能材料领域中具有巨大的应用前景。纤维素溶解之后分子链暴露出了更多的羟基活性基团，本发明以纤维素溶液为原料、环氧氯丙烷为交联剂、液体石蜡为分散相通过反向悬浮聚合反应，制备出具有可再生性、良好的生物相容性以及吸水效率的纤维素基水凝胶微球。这种新型的纤维素基水凝胶微球具有优良的环境稳定性、易于合成、原料便宜等特点，并且可以通过改变制备工艺合成粒径更小的水凝胶微球，从而提高其比表面积，进一步提高微球的吸水效率及吸水容量。

步骤(1)所述纤维素溶液通过如下步骤制备：将氢氧化钠、尿素和水加入容器中，形成氢氧化钠/尿素水溶液，所得溶液中氢氧化钠的质量分数为6％～10％、尿素质量分数为10％～15％；将上述所得溶液置于低温冷却循环泵中预冷至-8～-12℃，往溶液中添加1％～2％(浆料的绝干量相对于氢氧化钠/尿素水溶液质量的百分比)的绝干漂白亚麻浆；使用高速分散均质机以2000～10000r/min搅拌4～8min，形成透明的纤维素溶液。