[发明专利]一种负载TiO2

权利要求书

1.一种负载TiO₂纳米颗粒的功能性纤维素气凝胶复合材料的制备方法，步骤如下：

1）将功能性纤维素气凝胶浸泡在钛酸四正丁酯和无水乙醇的混合溶液中，待Ti(OC₄H₉)₄完全浸入到气凝胶内部后将纤维素气凝胶取出，用乙醇清洗表面未被吸附的Ti(OC₄H₉)₄；

功能性纤维素气凝胶的制备方法，包括步骤如下：

a、氨基化纤维素纳米纤维（CNFs-NH₂）的制备

向纤维素纳米纤维水分散液中加入3，3’-二硫代二丙酰肼，在1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐（EDC）和N-羟基琥珀酰亚胺（NHS）的活化下，室温下反应20-26小时，CNFs上面的羧基和3,3’-二硫代二丙酰肼的氨基反应生成了酰胺基团，透析3~5天，得到带有氨基的纤维素纳米纤维；3，3’-二硫代二丙酰肼的加入量与纤维素纳米纤维水分散液的质量比为：0.6-1.2:100，1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐（EDC）的加入量与纤维素纳米纤维水分散液的质量比为：0.13 ~0.28：100，N-羟基琥珀酰亚胺（NHS）的加入量与纤维素纳米纤维水分散液的质量比为：0.08 ~0.17：100；

b、带醛基的纤维素纳米纤晶的制备：将纤维素加入硫酸溶液中水解得到纤维素纳米纤晶，纤维素纳米纤晶与高碘酸钠氧化得到带有两个醛基的CNCs-CHO；

c、将带有氨基的纤维素纳米纤维与带有两个醛基的CNCs-CHO分别分散到水中，得到CNFs-NH₂分散液和CNCs-CHO分散液，将CNFs-NH₂分散液与CNCs-CHO分散液搅拌混合均匀，静止老化，放置在冰箱中冷冻10小时以上，然后冷冻干燥得到功能性纤维素气凝胶；CNFs-NH₂分散液中带有氨基的纤维素纳米纤维的质量含量为0.5 wt%-2.0 wt%，CNCs-CHO分散液中带有两个醛基的CNCs-CHO质量含量为0.5 wt%-2.0 wt%；CNFs-NH₂分散液与CNCs-CHO分散液混合的体积比为1:1，静置老化时间为4-6小时；

2）水解：将步骤1）处理得到的气凝胶浸入到无水乙醇和水的混合溶液中1-3h，使吸附在纤维素气凝胶表面的Ti(OC₄H₉)₄彻底水解形成TiO₂；

3）干燥：将步骤2）得到的气凝胶干燥，得到负载TiO₂一次的功能性纤维素气凝胶/TiO₂复合材料；

4）重复步骤1）-3）2-5次，得到负载TiO₂的功能性纤维素气凝胶复合材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1）中钛酸四正丁酯与乙醇的体积比（1-3）：1；步骤2）中无水乙醇与水的体积比（4-6）：1；步骤3）的干燥温度为40-60℃。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤a中，纤维素纳米纤维水分散液中纤维素纳米纤维的质量含量为0.5%~2%。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，氨基化纤维素纳米纤维（CNFs-NH₂）的制备方法如下：

取纤维素纳米纤维的质量含量为0.5%~2%的纤维素纳米纤维水分散液100 g，向其中加入0.6 g~1.2 g 3,3’-二硫代二丙酰肼，137.8 mg~275.5 mg EDC和83 mg~165.4 mg NHS，以0.1mol/L的盐酸调节体系的pH至6.5并不再变化，室温搅拌24小时后透析3~5天，得到带有氨基的纤维素纳米纤维。