[发明专利]一种可降解的改性纤维素气凝胶复合材料的制备方法及应用

摘要

一种可降解的改性纤维素气凝胶复合材料的制备方法及应用，属于纤维素材料制备技术领域。所述方法如下对生物质中的纤维素进行提取，除去半纤维素、木质素等杂质，烘干待用；将纤维素溶于NaOH和尿素的混合溶液中，低温冷冻，解冻，使用无水乙醇浸泡气凝胶，再用蒸馏水浸泡至中性，将得到的中性气凝胶冷冻干燥数天，再用三甲基氯硅烷在真空干燥箱对其进行“蒸镀”改性处理，即得到可降解的改性纤维素气凝胶。本发明的优点是纤维素气凝胶的制备与改性气凝胶的原料来源于荒废的稻壳秸秆，实现生物质利用，可降解，对环境无危害；对制备的纤维素进行改性，使其具有更大的比表面积和更高的表面能，具有良好的吸油疏水特性，符合现代低碳环保的理念。

主权项

一种可降解的改性纤维素气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于：所述方法步骤如下：步骤一：取2g生物质粉末，置于索氏提取器中，加入150mL的苯乙醇溶液，在88~92℃的油浴环境下抽滤6h，脱除抽取物，其中，苯乙醇溶液中苯和乙醇的体积比为2：1；步骤二：用冰醋酸调节NaClO2溶液的pH值至4~5，将步骤一抽滤后的粉末置于酸化后的NaClO2溶液中，80℃油浴，保持5h，除去木质素；步骤三：将步骤二中剩余固体抽滤之后浸没在质量分数为2%‑5%的KOH溶液，于90℃下浸润2h，除去半纤维素；步骤四：将步骤三得到的产物用蒸馏水稀释离心5~7次，得到纤维素，在75℃温度下烘干48 h，待用；步骤五：配置NaOH和尿素的混合溶液，使NaOH质量分数为1.9％，尿素的质量分数为10％，取步骤四得到的纤维素于混合溶液中，使纤维素的质量分数为3%，在溶解的过程中保持溶液的温度处于2‑5℃；步骤六：将步骤五的溶液置于‑18℃的环境中，冷冻12—24 h；步骤七：将步骤六冷冻了的溶液取出，室温解冻，将形成的水凝胶用无水乙醇浸泡24‑48 h，再用蒸馏水浸泡，每隔12h换一次水，直至溶液的pH值接近于中性，以最后一次的溶液不会使pH试纸变色为参考；步骤八：将步骤七得到的中性水凝胶试样用液氮快速冷冻30~60s，温度为‑196℃~ ‑200℃，干燥48 h，得到可降解的纤维素气凝胶；步骤九：采用三甲基氯硅烷作为纤维素气凝胶的改性剂，并在真空干燥箱对其进行封闭环境下的蒸镀改性处理，蒸镀过程中温度为15‑25℃，时间为12‑24 h，即得到可降解的改性纤维素气凝胶。