[發明專利]具有高熱穩定性的改性纖維素納米晶及其制備方法

有效

• 申請號: 202111065435.0
• 申請日: 2021-09-13
• 公開（公告）號: CN113788900B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 黃孝鵬;陸梅珍;鄒志明
• 申請（專利權）人: 桂林理工大學
• 主分類號: C08B15/02
• 分類號: C08B15/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于納米材料技術領域，涉及一種具有高熱穩定性的改性纖維素納米晶及其制備方法。本發明先將硝酸鈷、氨基三亞甲基磷酸與纖維素納米晶分散液混合均勻，然后將其置于反應釜中，加熱進行溶劑熱反應，隨后冷卻至室溫、離心分離、洗滌、干燥，得到改性纖維素納米晶。所制備得到的改性纖維素納米晶不僅具有高的熱穩定性，還具有優異的氨氣響應性能、抗菌性能和紫外線吸收性能，且制備工藝簡單、環保、成本低廉，且適于放大生產，在氣體傳感、環境安全、生物醫療等領域具有廣泛的應用前景。

技術領域

本發明屬于納米材料技術領域，具體涉及一種具有高熱穩定性的改性纖維素納米晶及其制備方法。

背景技術

纖維素納米晶(CNCs)是從天然纖維中提取出的一種納米級的纖維素，具有來源豐富、可再生、易降解、無毒性以及優良的力學性能、光學性能等優點，因而其作為填充物被廣泛應用到復合材料領域。目前含有纖維素納米晶的復合材料已經被廣泛地用于包裝、工程塑料、生物醫學工程、3D打印等多個領域中。然而，纖維素納米晶的熱穩定性能較差，這不利于其與聚合物基體的熔融共混以及所制得復合材料產品的性能。值得一提的是，纖維素納米晶表面含有大量的羥基，易于對其進行改性，因而有望提高纖維素納米晶的熱穩定性、并賦予其一些特定的功能性(如氨氣響應、抗菌功能與紫外線吸收等)。開發簡單經濟的方法來制備具有高熱穩定性的、優異功能性的改性纖維素納米晶，具有廣闊的應用前景。

發明內容

基于上述背景，本發明提供一種具有高熱穩定性的改性纖維素納米晶及其制備方法。本發明提供的改性纖維素納米晶，不僅具有高的熱穩定性，還具有優異的氨氣響應性能、抗菌性能和紫外線吸收性能，且制備工藝簡單、環保、成本低廉，且適于放大生產。

本發明技術方案：

一種具有高熱穩定性的改性纖維素納米晶的制備方法，包括如下步驟：

(1)將纖維素納米晶分散于去離子水和DMF的混合溶劑中，攪拌10min混合均勻后，再加入硝酸鈷，攪拌30min，得到均勻的分散液，然后將氨基三亞甲基磷酸加入到上述分散液中，攪拌40min混合均勻，得到反應混合液；

(2)將步驟(1)所得的反應混合液置于反應釜中，加熱進行溶劑熱反應，隨后冷卻至室溫、離心分離、洗滌、干燥，即得到具有高熱穩定性的改性纖維素納米晶。

優選的，所述步驟(1)中纖維素納米晶、硝酸鈷、氨基三亞甲基磷酸、去離子水、DMF的質量比為4：6：4：100：665。

優選的，所述步驟(2)中溶劑熱反應溫度為140℃、反應時間為24h。

上述的方法制備的具有高熱穩定性的改性纖維素納米晶。

本發明具有的有益效果：

本發明所制備得到的改性纖維素納米晶，不僅具有高的熱穩定性，還具有優異的氨氣響應性能、抗菌性能和紫外線吸收性能，且制備工藝簡單、環保、成本低廉，且適于放大生產，在氣體傳感、環境安全、生物醫療等領域具有廣泛的應用前景。

附圖說明

圖1為本發明制備的改性纖維素納米晶的掃描電鏡圖；

圖2為未改性的纖維素納米晶以及本發明制備的改性纖維素納米晶的紅外光譜圖；

圖3為本發明制備的改性纖維素納米晶對大腸桿菌的抑菌圈抗菌活性實驗照片；

圖4為本發明制備的改性纖維素納米晶對金黃色葡萄球菌的抑菌圈抗菌活性實驗照片；

圖5為未改性的纖維素納米晶以及本發明制備的改性纖維素納米晶水分散液的紫外可見光譜圖。

具體實施方式