[發明專利]二氧化鈦/納米銀/蠶絲磁性多孔復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201710836580.1
• 申請日: 2017-09-17
• 公開（公告）號: CN107501961A
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發明（設計）人: 錢景;趙兵
• 申請（專利權）人: 錢景
• 主分類號: C08L89/00
• 分類號: C08L89/00;C08L1/02;C08L79/04;C08K3/22;C08K3/08;C08K7/24;C08K9/02;C08J9/28
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技術領域

本發明涉及一種二氧化鈦/納米銀/蠶絲磁性多孔復合材料及其制備方法，屬復合材料領域。

背景技術

蠶絲被譽為纖維皇后，其手感柔軟、厚實、滑爽、豐滿，擁有珍珠般柔和的光澤，在紡織、服裝行業得到廣泛的應用。蠶絲由絲膠和絲素組成，其中絲膠位于蠶絲的外層，含量在20％-30％之間，絲素位于蠶絲的內層，含量在70％-80％之間。位于蠶絲內層的絲素是一種天然高分子材料，由絲氨酸（serine）、甘氨酸（Glycine）、丙氨酸（alanine）等十八種氨基酸組成，分子量約為2300kDa，由重鏈、輕鏈和P25組成，其中重鏈H鏈的分子量為350kDa，輕鏈L鏈分子量為26kDa，P25分子量為30kDa，三者的比例為6:6:1。絲素共有11個非結晶區和12個結晶區，重鏈H鏈與輕鏈L鏈之間由二硫鍵連接，形成H-L復合體。

絲素的結晶形態主要分為絲素Ⅰ型和絲素Ⅱ型兩種。絲素Ⅰ型是一種亞穩定的結構，構象為曲柄形或鋸齒形，是介于α-螺旋與β-折疊之間的一種中間狀態，晶胞屬于正交晶系。經濕熱、酸、極性溶劑等處理，絲素Ⅰ型很容易向絲素Ⅱ型轉變。絲素Ⅱ型是反平行β-折疊結構，屬于斜方晶系，肽鏈排列規整，氫鍵和分子間的引力使相鄰鏈段間結合緊密，抗拉伸能力強，并且難溶于水中，對酸、堿、鹽、酶及熱的抵抗力強。此外，近來年又發現了一種新的絲素結晶形態，即絲素Ⅲ型，其晶體結構與聚甘氨酸Ⅱ類似，屬六方晶系。

蠶絲經過脫膠、溶解、提純后制得的再生絲素蛋白具有無毒、無刺激、生物降解性、生物相容性、良好的機械性質，易于加工成各種形態，如絲蛋白薄膜、凝膠、纖維、三維支架、海綿等，是一種重要的天然功能材料，可用于生物、醫學、光電材料等領域，作為藥物緩釋載體、組織工程支架、手術縫合線、人工皮膚、人工肌腱、細胞培養載體、傷口敷料、透明導電薄膜、吸附材料等（絲綢,2017,03:6-12；生物醫學工程學雜志,2015,06:1364-1368；蠶業科學,2016,02:341-345）。

長期以來，纖維素一直是紡織、造紙的主要工業原料，以其可再生性、生物可降解性及成本優勢日益受到人們的重視，在藥物控制、釋放技術、固定化技術、生物傳感器、膜材料、功能化學品及添加劑等方面顯示出良好的發展前景。由于耕地的減少和石油、天然氣等化石資源的日益枯竭，合成纖維的產量將會受到越來越多的制約。而纖維素作為一種綠色、環保、可再生的資源，獲得了一個空前的發展機遇。

沙柳是一種極少數可以生長在鹽堿地的沙漠植物。其幼枝為黃色，呈葉線形或線狀披針形，枝條叢生不怕沙壓，根系發達，萌芽力強，是固沙造林樹種，主要分布在內蒙古、河北、山西、陜西、甘肅、青海、四川等地。沙柳是“三北防護林”的首選之一，不僅起到防風固沙、保持水土的作用，在改善生態系統、維持生態平衡等方面也具有獨特的功能。

沙柳除少部分用于制漿造紙、纖維板及復合板外，絕大部分作為薪材燃燒或者丟棄，造成巨大的資源浪費。沙柳的主要化學成分主要有纖維素、半纖維素、木質素和灰分，纖維素的含量在60-70%以上，是天然可再生生物質資源，合理利用沙柳資源將產生巨大的經濟效益和生態效益。目前，大多數的研究都集中在如何提取沙柳中的纖維素。北京林業大學化學工程系蔣建新等人研究了蒸汽爆破預處理對沙柳組成及纖維結構性能的影響（現代化工,2008,28(2)）。內蒙古農業大學材料科學與藝術設計學院張彬等人以沙柳纖維素為原料，研究了超聲波法制備微纖絲的工藝（紙和造紙,2014,33(3)）。內蒙古農業大學材料科學與藝術設計學院李亞斌等人利用化學試劑分離出了沙柳材的主要化學成分纖維素、半纖維素（內蒙古農業大學學報,2014,35(1)）。齊齊哈爾大學輕工紡織學院許鳳等人利用過氧化氫法分離沙柳與檸條混合原料中的纖維素（林產化學與工業,2006,26(2)）。鄭州大學化工與能源學院黃明星等人采用酸催化乙醇法提取沙柳纖維素（江蘇農業科學,2014,42(3)）。

而以提取的沙柳纖維素為原材料制備沙柳基納米復合材料的文獻較少。如內蒙古農業大學李亞斌報道了沙柳纖維素/二氧化鈦復合材料（李亞斌. 沙柳纖維素/二氧化鈦復合材料的制備及性能研究[D].內蒙古農業大學,2015）。中國專利CN201410701957.9公開了一種熒光沙柳再生纖維素纖維，中國專利CN201410544845.7公開了一種納米銀抗菌沙柳再生纖維素纖維，中國專利CN201410544055.9公開了一種功能性沙柳再生纖維素纖維及其制備方法，中國專利CN201410544166.X一種石墨烯共混沙柳再生纖維素纖維及其制備方法。

發明內容