[發明專利]一種超彈性埃洛石-殼聚糖復合氣凝膠的制備方法

在審

• 申請號: 202110214647.4
• 申請日: 2021-02-26
• 公開（公告）號: CN112852002A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 付萌;黎相明;呂少蘭;林昊濤
• 申請（專利權）人: 廣東石油化工學院
• 主分類號: C08J9/28
• 分類號: C08J9/28;C08L5/08;C08K7/00;C08K3/34
• 代理公司: 茂名市穗海專利事務所 44106
• 代理人: 李好琚

本發明公開了一種超彈性埃洛石?殼聚糖復合氣凝膠的制備方法，該制備方法包括：將埃洛石加入一定量的殼聚糖醋酸溶液中，超聲攪拌，制備出分散良好的埃洛石/殼聚糖分散液；將分散良好的埃洛石/殼聚糖分散液倒入聚四氟乙烯模具中，利用雙向冷凍法冷凍后，放入冷凍干燥機干燥24 h，得到埃洛石?殼聚糖復合氣凝膠。此制備方法條件簡單，綠色環保，另外制備的復合氣凝膠具有超彈性，在防火、保溫、超級電容器、電池電極等方面有巨大的潛在應用價值。

技術領域

本發明涉及材料科學領域，特別涉及一種超彈性埃洛石-殼聚糖復合氣凝膠的制備方法。

背景技術

氣凝膠是一種由高聚物分子或者膠體粒子相互聚積變成的一種擁有網絡結構的納米多孔性的輕質材料，是目前世界上已知道固體材料中密度最小的。因為氣凝膠具有很高的孔隙率、高比表面積和非常低的熱導率，所以它被應用于很多方面，例如用于消防、建筑、包裝、環保、航空航天等方面，有很好的研究前景。

埃洛石是一種硅氧四面體和鋁氧八面體以1:1的方式共氧連接得到的鋁硅酸鹽層狀結構包裹而成的天然納米管狀粘土礦物。埃洛石內外表面的化學差異導致埃洛石在pH范圍為2.5-8.5的環境中時，表現為空心管內部表面的zeta電位為正，外部表面的zeta電位為負。埃洛石特殊的結構、優異的力學性能和生物相容性、低廉的成本，埃洛石納米管自然形成，無毒無害，生物相容性較好，表面和層間含有活潑羥基，使其在不同的領域有許多潛在的重要用途。以埃洛石為原料，將其與高分子材料復合，制備埃洛石基高分子氣凝膠近些年得到了某些研究人員的關注。目前，研究內容主要集中在將埃洛石與聚乙烯醇或其它高分子材料混合，制備復合氣凝膠。但是以礦物材料為基底制備的氣凝膠往往存在脆性大、硬度大、不可壓縮等問題，嚴重限制了其實際應用，所以較多的研究工作放在如何提高礦物材料基復合氣凝膠的強度上，但研究成效甚微。因此，亟需開發一種具有超彈性的埃洛石/殼聚糖復合氣凝膠解決上述問題。

發明內容

本發明需要解決的技術問題就在于提供一種超彈性埃洛石-殼聚糖復合氣凝膠的制備方法，它主要以埃洛石為基底，將其與殼聚糖通過靜電相互作用混合，再通過雙向冷凍法得到具有超彈性的埃洛石-殼聚糖復合氣凝膠。此制備方法條件簡單，綠色環保，另外制備的復合氣凝膠具有超彈性，在防火、保溫、超級電容器、電池電極等方面有巨大的潛在應用價值。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

本發明是一種超彈性埃洛石-殼聚糖復合氣凝膠的制備方法，將埃洛石加入一定量的殼聚糖醋酸溶液中，超聲攪拌，制備出分散良好的埃洛石/殼聚糖分散液；將分散良好的埃洛石/殼聚糖分散液倒入聚四氟乙烯模具中，利用雙向冷凍法冷凍后，放入冷凍干燥機干燥，得到埃洛石-殼聚糖復合氣凝膠。

具體地，所述方法步驟為：

1）制備殼聚糖醋酸溶液：用4%的醋酸溶液作為溶劑，加入殼聚糖粉末，超聲攪拌，配制40 mg/mL的殼聚糖醋酸溶液；

2）取步驟1）所得溶液，加入蒸餾水稀釋至濃度為16-40 mg/mL，加入一定量的埃洛石，超聲分散30分鐘，得到分散均勻的埃洛石-殼聚糖分散液。殼聚糖和埃洛石的質量比為1:（1-5），優選為1：（2-3）。

3）將步驟2）所得的分散液倒入聚四氟乙烯模具中，采用雙向冷凍法對樣品進行冷凍。

4）將步驟3）所得的冷凍樣品放入冷凍干燥機中干燥24h，得到超彈性埃洛石-殼聚糖復合氣凝膠。

本發明以埃洛石為基底，將其與殼聚糖通過靜電相互作用混合，再通過雙向冷凍法得到具有超彈性的埃洛石-殼聚糖復合氣凝膠。此制備方法條件簡單，綠色環保，另外制備的復合氣凝膠具有超彈性，在防火、保溫、超級電容器、電池電極等方面有巨大的潛在應用價值。

本發明與其他現有工藝相比有以下優點：