[发明专利]基于纤维素纳米纤维的磁性复合水凝胶的制备方法及用途

权利要求书

1.一种基于纤维素纳米纤维的磁性复合水凝胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

将醋酸纤维素溶解于N,N-二甲基甲酰胺/1,4-二氧六环的混合溶剂中，得到淬火液；

将所述淬火液在-40~-10℃下淬火2~3 h后，用蒸馏水除去N,N-二甲基甲酰胺/1,4-二氧六环的混合溶剂，得到醋酸纤维素纳米纤维；

将所述醋酸纤维素纳米复合纤维用氢氧化钠的乙醇溶液脱乙酰基，得到纤维素纳米纤维；

将N-异丙基丙烯酰胺、丙烯酸、N, N’-亚甲基双丙烯酰胺溶解在1 mol/L硝酸溶液中得到反应液A，将硝酸铈铵溶解在1 mol/L硝酸溶液中，加入乙烯基修饰二氧化硅和所述纤维素纳米纤维，得到反应液B，通过恒压滴液漏斗将反应液A逐滴加入反应液B中，在30~60 ℃下反应2~4 h后，依次进行蒸馏水洗涤、索氏提取、抽滤，得到纤维素纳米纤维接枝聚（N-异丙基丙烯酰胺-co-丙烯酸）水凝胶；

将所述纤维素纳米纤维接枝聚（N-异丙基丙烯酰胺-co-丙烯酸）水凝胶浸泡在含有氯化亚铁和氯化铁的溶液中，加入氨水，反应5~10 h，得到纤维素纳米纤维接枝聚（N-异丙基丙烯酰胺-co-丙烯酸）/Fe₃O₄磁性复合水凝胶，即所述基于纤维素纳米纤维的磁性复合水凝胶；

所述的乙烯基修饰二氧化硅的制备方法如下：

分别制备乙烯基三乙氧基硅烷的乙醇溶液和二氧化硅的乙醇分散液；将所述乙烯基三乙氧基硅烷的乙醇溶液加入二氧化硅的乙醇分散液中，超声处理2h后，经过离心分离、乙醇洗涤和50℃下的真空干燥，得到所述乙烯基修饰二氧化硅。

2.如权利要求1所述的基于纤维素纳米纤维的磁性复合水凝胶的制备方法，其特征在于，所述淬火液中，醋酸纤维素质量分数为2~5 %，所述混合溶剂中，N,N-二甲基甲酰胺和1,4-二氧六环的质量比6：（1~2）。

3. 如权利要求1所述的基于纤维素纳米纤维的磁性复合水凝胶的制备方法，其特征在于，所述氢氧化钠的乙醇溶液的浓度为 0.05~0.2 mol/L。

4. 如权利要求1所述的基于纤维素纳米纤维的磁性复合水凝胶的制备方法，其特征在于，所述反应液A中，N-异丙基丙烯酰胺、丙烯酸和N, N’-亚甲基双丙烯酰胺的质量比为10：（6~10）：0.2。

5.如权利要求1所述的基于纤维素纳米纤维的磁性复合水凝胶的制备方法，其特征在于，所述反应液B中，硝酸铈铵和纤维素纳米纤维的质量比为4：（1~2）。

6.如权利要求1所述的基于纤维素纳米纤维的磁性复合水凝胶的制备方法，其特征在于，所述乙烯基三乙氧基硅烷的乙醇溶液的制备方法为：

将乙烯基三乙氧基硅烷溶于无水乙醇中，即可；

所述二氧化硅的乙醇分散液的制备方法为：

将二氧化硅分散于无水乙醇中，分散均匀即可。

7.如权利要求1所述的基于纤维素纳米纤维的磁性复合水凝胶的制备方法，其特征在于，所述含有氯化亚铁和氯化铁的溶液中，氯化亚铁和氯化铁的摩尔比为1:2。

8.如权利要求1所述的基于纤维素纳米纤维的磁性复合水凝胶的制备方法，其特征在于，所述氨水的浓度为1mol/L。

9.一种由权利要求1~8中任意一项所述的制备方法得到的基于纤维素纳米纤维的磁性复合水凝胶在铜离子吸附中的用途。