[发明专利]一种具有热响应的层次结构纳米杂化材料及其制备方法

权利要求书

1.一种具有热响应的层次结构纳米杂化材料的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：

(1)纤维素纳米晶的制备

用酸液水解医用脱脂棉得到纤维素纳米晶(CNCs)水悬浮液；将纯化棉与预热的酸溶液在加热下混合，用去离子水稀释使反应停止。将所得混合物离心设定时间，然后用水透析设定的时间，以完全除去残余酸液；制备的CNCs悬浮液磁搅拌设定的时间，超声，得到稳定的悬浮液；

(2)Fe₃O₄@CNCs纳米杂化物的合成

将FeCl₃·6H₂O和FeCl₂·4H₂O分别溶解于CNCs悬浮液中，加热下加入NH₃·H₂O，剧烈搅拌，即制得Fe₃O₄@CNCs纳米杂化物；

(3)G/PEG/CNCs杂化物的制备

将适量的纤维素纳米晶分散液和聚乙二醇(PEG)分别在常温下强搅拌分散到去离子水中；然后，将这两种悬浮液混合在一起强搅拌；将各种石墨烯纳米片以受控方式添加到上述常温悬浮液中，然后强烈搅拌；接着，将分散液倒入聚苯乙烯盘中，在烘箱中干燥。然后，从盘中剥离杂化膜，制得G/PEG/CNCs杂化膜；

(4)Fe₃O₄@CNCs/G/PEG纳米杂化膜的合成

用稀土磁铁收集Fe₃O₄@CNCs纳米杂化物，并用去离子水洗涤数次；将这些纳米杂化物超声处理，然后在剧烈搅拌下将添加物溶解在去离子水中；然后，将步骤(3)制备的G/PEG/CNCs杂化物和Fe₃O₄@CNCs悬浮液加入到该混合物中，在超声作用下得到Fe₃O₄@CNCs/G/PEG复合材料，接着，将分散液倒入聚苯乙烯盘中，在烘箱中干燥；然后，从盘中剥离杂化膜，得到具有热响应的层次结构的纳米杂化薄膜材料。

2.根据权利要求1所述的具有热响应的层次结构纳米杂化材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中酸溶液，为盐酸或者硫酸的一种。

3.根据权利要求1所述的具有热响应的层次结构纳米杂化材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中在酸中加热的温度在50-60℃中1h，离心时间为5-7分钟，水透析时间为1周。

4.根据权利要求1所述的具有热响应的层次结构纳米杂化材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中FeCl₃·6H₂O和FeCl₂·4H₂O的重量比为3：1，FeCl₃·6H₂O的质量为0.7000-0.9000g，其溶解于CNCs悬浮液(100ml，固含量0.5％)中，加热温度为80℃，加入的NH₃·H₂O(28％水溶液)含量5-10ml。

5.根据权利要求1所述的具有热响应的层次结构纳米杂化材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中强搅拌时间为0.5-1h，在烘箱中的温度在40-60℃。

6.根据权利要求1所述的具有热响应的层次结构纳米杂化材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中所述去离子水洗涤次数为3次，在100ml的蒸馏水中超声处理15分钟。

7.根据权利要求1所述的具有热响应的层次结构纳米杂化材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中添加剂为二羟基苯醋酸，添加量为0.1000-0.1500g，溶解在5ml的去离子水中。

8.根据权利要求1所述的具有热响应的层次结构纳米杂化材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中烘箱温度为45-60℃。