[發明專利]一種生物質納米纖維素/聚吡咯復合氣凝膠及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202010499547.6
• 申請日: 2020-06-04
• 公開（公告）號: CN111518309B
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 陳文帥;汪朝暉;白璐璐;方穎
• 申請（專利權）人: 東北林業大學;湖南大學
• 主分類號: C08J9/28
• 分類號: C08J9/28;C08L1/02;C08L79/04;C08G73/06;C02F1/14;B01J13/00;H01B1/12;C02F103/08
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 趙曉琳

1.一種生物質納米纖維素/聚吡咯復合氣凝膠，所述復合氣凝膠具有多孔網絡結構，所述復合氣凝膠包括生物質納米纖維素和包覆在所述生物質納米纖維素表面的聚吡咯；

所述生物質納米纖維素/聚吡咯復合氣凝膠的制備方法，包括以下步驟：

(1)將生物質材料制備成納米纖維素水懸浮液；所述生物質材料為楊木粉；

(2)將過硫酸銨水溶液注入到所述納米纖維素水懸浮液中，靜置1.5～2h進行溶劑置換，得到納米纖維素水凝膠；所述納米纖維素水懸浮液的質量濃度為0.5～1％；所述過硫酸銨水溶液的濃度為0.15g/mL；所述納米纖維素水懸浮液與過硫酸銨水溶液的體積比為3～5:10；

(3)將所述納米纖維素水凝膠浸泡至吡咯的植酸溶液中，靜置2～12h，得到納米纖維素/聚吡咯復合水凝膠；

(4)將所述納米纖維素/聚吡咯復合水凝膠進行冷凍干燥，得到所述生物質納米纖維素/聚吡咯復合氣凝膠。

2.權利要求1所述生物質納米纖維素/聚吡咯復合氣凝膠的制備方法，包括以下步驟：

(1)將生物質材料制備成納米纖維素水懸浮液；

(2)將過硫酸銨水溶液注入到所述納米纖維素水懸浮液中，靜置1.5～2h進行溶劑置換，得到納米纖維素水凝膠；所述納米纖維素水懸浮液的質量濃度為0.5～1％；所述過硫酸銨水溶液的濃度為0.15g/mL；所述納米纖維素水懸浮液與過硫酸銨水溶液的體積比為3～5:10；

(3)將所述納米纖維素水凝膠浸泡至吡咯的植酸溶液中，靜置2～12h，得到納米纖維素/聚吡咯復合水凝膠；

(4)將所述納米纖維素/聚吡咯復合水凝膠進行冷凍干燥，得到所述生物質納米纖維素/聚吡咯復合氣凝膠。

3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述吡咯的植酸溶液是由吡咯、植酸與水按照體積比1:6:100配制而成的。

4.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述冷凍干燥的時間為24～50h。

5.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)制備納米纖維素水懸浮液的方法為：

除去所述生物質材料中的木質素和半纖維素，得到純化纖維素；

將所述純化纖維素與水混合，得到純化纖維素水混合液；

將所述純化纖維素水溶液依次進行超聲處理和高壓均質處理，得到納米纖維素水懸浮液。

6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述除去生物質材料中的木質素和半纖維素的方法為：將生物質材料用醋酸酸化的亞氯酸鈉處理后，再用質量濃度為1～10％的氫氧化鉀溶液處理。

7.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述用醋酸酸化的亞氯酸鈉處理的溫度為60～80℃；所述用氫氧化鉀溶液處理的溫度為75～95℃。

8.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述超聲處理的工作功率為800～1200W，處理時間為10～60min；所述高壓勻質處理的時間為5～60min，一級壓力為40～90bar，二級壓力為300～450bar。

9.權利要求1所述生物質納米纖維素/聚吡咯復合氣凝膠或權利要求2～8任意一項所述制備方法得到的生物質納米纖維素/聚吡咯復合氣凝膠作為導電材料或水發生器的應用。