[发明专利]一种纤维素复合吸附材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种纤维素复合吸附材料，具有式I所示的结构：

式I中，所述R为聚谷氨酸基或聚丙烯酸基；所述MSN为3-氨丙基三乙氧基硅烷改性的二氧化硅纳米颗粒；所述R与MSN通过酰胺键连接；所述n为100～1000。

2.根据权利要求1所述的纤维素复合吸附材料，其特征在于，所述纤维素复合吸附材料呈微米级的纤维状；所述纤维素复合吸附材料的直径为10～20μm；

所述3-氨丙基三乙氧基硅烷改性的二氧化硅纳米颗粒的粒径为50～200nm。

3.权利要求1或2所述的纤维素复合吸附材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将天然纤维素原料、无机碱、纤维素晶体破坏剂和水混合，调节pH值至4～5后得到纤维素浆料；将所述纤维素浆料与3-氨丙基三乙氧基硅烷混合，进行硅烷活化反应，得到硅烷活化纤维素；

将所述硅烷活化纤维素、聚合物、第一活化剂和MES缓冲液混合，进行第一酰胺缩合反应，得到高分子修饰纤维素；所述聚合物为聚谷氨酸或聚丙烯酸；

(2)将二氧化硅纳米颗粒、溶剂和3-氨丙基三乙氧基硅烷混合，进行硅烷改性反应，得到3-氨丙基三乙氧基硅烷改性二氧化硅纳米颗粒；

(3)将所述高分子修饰纤维素、3-氨丙基三乙氧基硅烷改性二氧化硅纳米颗粒、第二活化剂和MES缓冲液混合，进行第二酰胺缩合反应，得到纤维素复合吸附材料；

所述步骤(1)和步骤(2)没有时间先后顺序。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述纤维素晶体破坏剂包括尿素和/或盐酸胍；

所述天然纤维素原料、纤维素晶体破坏剂和3-氨丙基三乙氧基硅烷的质量比为(1～2)：(5～10)：(1～5)；

所述硅烷活化反应的温度为室温，时间为10～20h。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述第一活化剂为1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和N-羟基硫代琥珀酰亚胺；所述1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和N-羟基硫代琥珀酰亚胺的质量比为(1～2)：(1～3)；

所述硅烷活化纤维素、聚合物和第一活化剂的质量比为(10～15)：(2～5)：(2～5)。

6.根据权利要求3或5所述的制备方法，其特征在于，所述第一酰胺缩合反应的温度为室温，时间为10～20h。

7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中二氧化硅纳米颗粒和3-氨丙基三乙氧基硅烷的质量比为1：(0.1～0.5)；

所述溶剂包括乙醇或甲苯；

所述硅烷改性反应的温度为60～80℃，时间为6～12h。

8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述第二活化剂为1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和N-羟基硫代琥珀酰亚胺；所述1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和N-羟基硫代琥珀酰亚胺的质量比为(1～2)：(2～3)；

所述高分子修饰纤维素、二氧化硅纳米颗粒和第二活化剂的质量比为(10～15)：(1～2)：(3～6)。

9.根据权利要求3或8所述的制备方法，其特征在于，所述第二酰胺缩合反应的温度为室温，时间为10～20h。

10.权利要求1～2任一项所述的纤维素复合吸附材料或权利要求3～9任一项所述制备方法得到的纤维素复合吸附材料在口罩或滤膜中的应用。