[发明专利]一种可净化尿液的改性纤维素气凝胶及其制备方法

摘要

一种可净化尿液的改性纤维素气凝胶及其制备方法，该制备方法如下：将棉籽剥绒得短棉绒纤维；将短棉绒纤维与碱混合，碾搓脱脂，加氧化剂和酸调pH，碾搓、绞切、压滤，得氧化改性纤维浆饼；将其与水混合，匀浆，过滤，得毫米级纤维浆饼和微米级纤维素浆液；将微米级纤维素浆液剪切搅拌，均质处理，得纳米纤维素浆液；将毫米级纤维浆饼加入微米级纤维素浆液，剪切搅拌，加入纳米纤维素浆液，剪切搅拌，加入金属改性剂搅拌，得氧化和化学吸附金属改性纤维素浆液；将其冷冻干燥或CO₂超临界干燥，得改性纤维素气凝胶。该改性纤维素气凝胶密度较小、吸附量大、抑菌率高、金属离子结合牢固度高，经其净化后的尿液可达饮用水标准。

主权项

1.一种可净化尿液的改性纤维素气凝胶的制备方法，包括以下步骤：(1)将棉籽进行剥绒，得到短棉绒纤维；(2)将步骤(1)所得短棉绒纤维与碱溶液混合，然后进行碾搓脱脂，再加入氧化剂并加酸调节体系pH至酸性进行碾搓、绞切、压滤，得到氧化改性短棉绒纤维浆饼；其具体过程为：将短棉绒纤维与质量分数为10％的氢氧化钠溶液进行混合投料，40‑50℃条件下在行星式轮碾混合机中碾搓脱脂50‑70min；然后用压滤机压滤，并用水清洗压滤，然后加入质量分数为20％的高碘酸钠溶液，用1mol/L的硫酸溶液调节体系的pH至5.5‑6.5，40‑50℃下在行星式轮碾混合机中碾搓50‑70min；再用绞切机绞切1‑3次；重复碾搓、绞切2‑4次，然后在压滤机中压滤并用水清洗压滤4‑10次；(3)将步骤(2)所得氧化改性短棉绒纤维浆饼与水混合，搅拌匀浆，然后过滤，得到毫米级短棉绒纤维浆饼和微米级纤维素浆液；(4)将步骤(3)所得微米级纤维素浆液进行剪切搅拌，得纤维悬浮液，然后将所得纤维悬浮液进行均质处理，得到纳米纤维素浆液；(5)将步骤(3)所得毫米级短棉绒纤维浆饼加入到步骤(3)所得微米级纤维素浆液中，进行剪切搅拌，再加入步骤(4)所得纳米纤维素浆液，继续进行剪切搅拌，然后加入金属改性剂搅拌反应对纤维素浆液进行金属改性，得到氧化和化学吸附金属改性纤维素浆液；其具体过程为：将毫米级短棉绒纤维浆饼与微米级纤维素浆液进行混合，并用高速剪切搅拌机在16000‑20000r/min转速下搅拌50‑70s；再加入微米级纤维素浆液质量2‑4倍的纳米纤维素浆液，用高速剪切搅拌机在16000‑20000r/min转速下搅拌50‑70s；然后加入金属改性剂，在高速剪切搅拌机中以16000‑20000r/min转速进行搅拌，在35‑45℃下搅拌反应50‑70min；然后在电渗析器中过滤，再水洗2次，其中，金属改性剂包括体积比为1:3:3:1的质量分数为1％的硝酸银溶液、质量分数为1％的硫酸铜溶液、质量分数为1％的硫酸锌溶液和质量分数为1％的硫酸钛溶液；(6)将步骤(5)所得氧化和化学吸附金属改性纤维素浆液进行冷冻干燥或CO2超临界干燥，即得可净化尿液的改性纤维素气凝胶。