[发明专利]一种复合改性的生物质基荧光超材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种复合改性的生物质基荧光超材料，其特征在于，所述荧光超材料是一种由碳纳米管与纤维素纳米晶在基底材料表面形成的可降解材料，所述纤维素纳米晶具有周期性垂直排列的结构；

所述荧光超材料的制备方法为蒸发诱导方法，具体包括如下操作步骤：

1）制备纤维素纳米晶：从棉短绒中提取纤维素纳米晶；

2）制备纤维素纳米晶悬浮液：首先将纤维素纳米晶进行分散，形成质量分数为0.5-5wt%的纤维素纳米晶悬浮液；

3）制备碳纳米管/纤维素纳米晶悬浮液：按照1g:150-500ml的比例将碳纳米管加入到纤维素纳米晶悬浮液中进行超声处理20-40min形成碳纳米管/纤维素纳米晶悬浮液；

4）制备荧光超材料：将基底材料垂直浸入经过5-40min超声处理的碳纳米管/纤维素纳米晶悬浮液中，通过自组装在基底材料表面形成一种复合改性的生物质基荧光超材料。

2.权利要求1所述一种复合改性的生物质基荧光超材料的制备方法，其特征在于，所述方法为蒸发诱导方法，具体包括如下操作步骤：

1）制备纤维素纳米晶：从棉短绒中提取纤维素纳米晶；

2）制备纤维素纳米晶悬浮液：首先将纤维素纳米晶进行分散，形成质量分数为0.5-5wt%的纤维素纳米晶悬浮液；

3）制备碳纳米管/纤维素纳米晶悬浮液：按照1g:150-500ml的比例将碳纳米管加入到纤维素纳米晶悬浮液中进行超声处理20-40min形成碳纳米管/纤维素纳米晶悬浮液；

4）制备荧光超材料：将基底材料垂直浸入经过5-40min超声处理的碳纳米管/纤维素纳米晶悬浮液中，通过自组装在基底材料表面形成一种复合改性的生物质基荧光超材料。

3.根据权利要求2所述一种复合改性的生物质基荧光超材料的制备方法，其特征在于，步骤1）中所述纤维素纳米晶按照以下方法制备：先将棉短绒进行碱处理，再进行酸解反应，离心洗涤，透析，得到纤维素纳米晶。

4.根据权利要求3所述一种复合改性的生物质基荧光超材料的制备方法，其特征在于，所述碱为质量分数为1%-4%的NaOH溶液；所述酸为有机酸或者无机酸；所述酸解的温度为30-60℃，酸解的时间为0.5-2h，所述透析的时间为3-5天。

5.根据权利要求3所述一种复合改性的生物质基荧光超材料的制备方法，其特征在于，所述离心洗涤时转速为2000-6000rpm，洗涤的时间为3-10min。

6.根据权利要求2所述一种复合改性的生物质基荧光超材料的制备方法，其特征在于，步骤2）中所述纤维素纳米晶是经过表面化学修饰的纤维素纳米晶，所述化学修饰包括羧基修饰、乙酰基修饰、氨基修饰或者巯基修饰中的任意一种。

7.根据权利要求2所述一种复合改性的生物质基荧光超材料的制备方法，其特征在于，步骤2）中所述分散时采用的溶剂为水、有机溶剂或者盐水混合溶液中的任意一种。

8.根据权利要求2所述一种复合改性的生物质基荧光超材料的制备方法，其特征在于，步骤4）中所述自组装的温度为25-40℃；湿度为10-60%。

9.根据权利要求2所述一种复合改性的生物质基荧光超材料的制备方法，其特征在于，步骤4）中所述基底材料包括：玻璃、石英、硅、碳化硅、氮化镓或者高分子材料中的任意一种。

10.权利要求1所述一种复合改性的生物质基荧光超材料的应用，其特征在于，所述应用包括信息隐藏以及标志防伪。