[发明专利]一种木材细胞壁2D片层材料的制备方法

摘要

本发明属于一种木材细胞壁2D片层材料的制备方法，方法是首先通过化学试剂处理去除木材中半纤维素，再经TEMPO氧化处理，然后将得到的处理后材料与高纯水混合，进行超声处理和冷冻干燥得到由木材细胞壁原位剥离出的2D片层材料。用本发明方法得到的木材细胞壁2D片层材料具有片状的独特微观结构，使木材细胞壁2D片层材料具备丰富优异特性，如良好的机械性能，包裹性。本发明能通过化学处理和机械处理相结合得到木材细胞壁2D片层材料，具有制备过程简单，工艺控制容易，原料来源广泛，制备成本低的优点。

主权项

1.一种木材细胞壁2D片层材料的制备方法，其特征在于：该制备方法包括如下步骤：（1）木材的烘干处理：将木材制成0.5mm×0.5mm×2cm的小木棍，置于烘箱中，进行烘干处理，烘干温103±2℃，干燥1h后，每隔1小时称量一次木棍材质量，直至呈木棍材质量恒定的绝干状态；（2）将绝干木棍材置在处理罐中，按每6g木棍材，加入150mL浓度为2wt%的碱性溶液，90℃油浴加热，250rmp/min机械搅拌2h脱半纤维素，反应结束后,用蒸馏水反复洗涤木棍材,至木棍材的pH呈中性，得脱半纤维素的木棍材；（3）将脱半纤维素的木棍材置于10%的过氧化氢溶液中，煮沸，200rmp/min对脱半纤维素的木棍材进行漂白处理，使得脱半纤维素的木棍材颜色变浅；反应结束后,用蒸馏水反复洗涤木棍材,至木棍材的pH呈中性，得脱色木棍材；（4）按每6g脱色木棍材，加入450mL pH=6.8～7.0的磷酸缓冲液，搅拌均匀后，再加入8.55mL（5%有效氯）次氯酸钠、0.576g TEMPO氧化剂、10.2gNaClO₂，80℃油浴加热，250rmp/min机械搅拌2h，反应结束后,按每6g脱色木棍材加入10mL乙醇，停止反应1～2h，排除反应液，用超纯水冲洗，去除木棍材表面的杂质，得洁净木棍材；（5）将洁净木棍材与纯水混合后，进行超声处理，超声功率为1050W、额定功率1500 W，选择70%额定功率，处理时间为30～60min，静止沉淀3～5h，取上清液；（6）将上清液置于‑70℃冷冻5h，再将其置于冷冻干燥机中，干燥72h,得到原位剥离的大片细胞壁2D片层材料。