[发明专利]一种纳米纤维素气凝胶及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种纳米纤维素气凝胶，其特征在于，所述纳米纤维素气凝胶的内部呈多孔网状结构，其平均孔径为100-240nm，孔隙率为69％-88％；所述纳米纤维素气凝胶由纳米纤维素制备而成，所述纳米纤维素的长度为200-800nm，直径为5-80nm，表面羧基官能团的含量为0.3-1.0mmol/g。

2.如权利要求1所述纳米纤维素气凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)纳米纤维素水溶液的配制：利用TEMPO氧化体系处理纤维素得纤维素浆料，接着将纤维素浆料破碎、过筛、加水，得纳米纤维素水溶液；

(2)纳米纤维素水凝胶的制备：将步骤(1)所述纳米纤维素水溶液旋转滴加至含有氯离子的溶液中，得纳米纤维素水凝胶；

(3)纳米纤维素醇凝胶的制备：将步骤(2)所述纳米纤维素水凝胶与置换溶剂进行连续置换，得纳米纤维素醇凝胶；

(4)纳米纤维素气凝胶的制备：将步骤(3)所述纳米纤维素醇凝胶冷冻干燥，得纳米纤维素气凝胶。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，纳米纤维素水溶液中纳米纤维素的质量百分比浓度为0.2-1.0％。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，含有氯离子的溶液包括氯化锌溶液、氯化钙溶液或氯化钠溶液。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，含有氯离子的溶液中氯离子的浓度为0.8-1.6mol/L。

6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，含有氯离子的溶液与纳米纤维素水溶液的体积比为1：(1-5)。

7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，置换溶剂包括叔丁醇或乙醇。

8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，连续置换的具体过程如下：将纳米纤维素水凝胶分别依次持续浸泡在质量百分数为25％、50％、75％、100％的置换溶剂中12-24小时。

9.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，冷冻干燥的时间为12-24小时，冷冻干燥的温度为(-24)-(-20)℃。

10.如权利要求1所述的纳米纤维素气凝胶在空气过滤领域的应用。