[发明专利]一种天然纤维复合磁性水凝胶的制备方法

摘要

本发明涉及一种天然纤维复合磁性水凝胶的制备方法，属于水凝胶制备技术领域。本发明用氢氧化钠溶液浸泡削弱纤维间结合力，再利用蒸汽爆破处理，使麦秆纤维分解成单体纤维和纤维束，接着利用液氮迅速冷却，使爆破分解后的纤维冰冻，经球磨处理后，断裂成纳米级纤维，再利用纳米级纤维表面的多羟基特性与磁化后的纳米四氧化三铁晶体产生化学键和物理吸附，经超声分散和冰冻处理后，得到均匀分布的天然纤维复合磁性水凝胶，本发明制备的天然纤维复合磁性水凝胶磁性强度高，可达46.6～47.8emu/g，且拉伸强度好，达到630～720kPa。

主权项

一种天然纤维复合磁性水凝胶的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）称取2.0～2.5kg麦秆，放入削片机中，进行削片处理，筛选出长2～4cm，宽0.5～1.0cm的碎料，将所得碎料放入3～4L质量浓度为6～8%NaOH溶液中，启动搅拌器，以400～600r/min转速搅拌3～5h后，过滤，得滤渣；（2）将上述所得滤渣加入密闭反应釜中，设定搅拌转速为600～800r/min，向反应釜中通入饱和水蒸汽，直至反应釜内压力达到2.2～2.4MPa，保持压力15～20min，打开反应釜底部阀门，使反应釜内物料喷入接收容器中；（3）将接受容器中的物料取出，用液氮冷冻处理5～10min后，迅速转入球磨机，按球料比为1:40～1:50，加入球磨珠，球磨处理30～40min后，收集球磨所得物料，备用；（4）在带搅拌器的三颈烧瓶中，依次加入2～3gFeCl₃，2～3gFeSO₄•7H₂O和180～200mL去离子水，启动搅拌器，设定搅拌转速为300～600r/min，以5～8mL/min的速率向圆底烧瓶中通入氮气，在氮气保护和搅拌状态下，通过滴液漏斗滴加质量浓度为25～28%尿素水溶液，直至沉淀完全为止，继续搅拌反应1～3h，抽滤除去滤液，用去离子水洗涤滤渣，直至洗涤液呈中性为止，得湿料；（5）将上述所得湿料转入管式电阻炉，以5～8mL/min的速率向管式电阻炉中通入氮气，在氮气保护状态下，将管式电阻炉升温至360～400℃，煅烧1～2h，得黑色粉末，再将其置于强磁场中，磁化处理30～40min；（6）依次称取3～6g上述磁化后的黑色粉末与5～6g步骤（3）备用物料，加入盛有40～50mL去离子水的圆底烧瓶中，将圆底烧瓶移至超声振荡仪中，振荡处理20～30min后，将所得混合物倒入玻璃管中，再将玻璃管移至冰箱中，在‑20～‑18℃下冷藏处理12～24h，随后将玻璃管取出，在室温下解冻2～3h，即得天然纤维复合磁性水凝胶。