[發(fā)明專利]一種金摻雜的纖維素相變材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111368805.8
• 申請(qǐng)日: 2021-11-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114479768B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-07-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張蕾;趙靜;吳中濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青島科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C09K5/06
• 分類號(hào): C09K5/06
• 代理公司: 青島中天匯智知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37241
• 代理人: 孟琦

本發(fā)明涉及生物質(zhì)材料技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及一種金摻雜的纖維素相變材料及其制備方法。金摻雜的纖維素相變材料的制備方法包括，將金納米顆粒的水溶液和偶氮苯類季銨鹽的水溶液混合，加入到羧甲基纖維素鈉的水溶液中，所得混合液體系經(jīng)震蕩，離心和凍干處理，得到金摻雜的纖維素相變材料。本發(fā)明制得的金摻雜的纖維素相變材料，可以在紫外光和可見(jiàn)光照射下，快速完成相態(tài)變化，實(shí)現(xiàn)能量的存儲(chǔ)與釋放。本發(fā)明制備方法具有工藝簡(jiǎn)單，成本低等優(yōu)勢(shì)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物材料技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及一種金摻雜的纖維素相變材料及其制備方法。

背景技術(shù)

相變型有機(jī)功能材料，包括熱致相變型材料和光致相變型材料，能夠通過(guò)相變過(guò)程實(shí)現(xiàn)能量的存儲(chǔ)與釋放。其中，光致相變型有機(jī)功能材料，需要在材料體系中植入光敏分子，借助于光敏分子的光致異構(gòu)化作用，實(shí)現(xiàn)恒溫相變作用。目前，在光致相變型有機(jī)功能材料中，常用偶氮苯做為光照條件下調(diào)控材料相變的光敏分子。偶氮苯在紫外光和可見(jiàn)光刺激下，可以實(shí)現(xiàn)反式構(gòu)象和順式構(gòu)象的可逆變化，該可逆異構(gòu)化過(guò)程能夠?qū)⒐饽苻D(zhuǎn)變?yōu)闊崮堋?/p>

目前，含有偶氮苯基團(tuán)的光致相變型有機(jī)功能材料，在紫外光照射下的完成相變過(guò)程，需要的時(shí)間較長(zhǎng)，不利于實(shí)現(xiàn)能量的快速儲(chǔ)存。并且，以偶氮苯光致異構(gòu)化為基礎(chǔ)的光致相變型有機(jī)功能材料，多為有機(jī)合成聚合物體系，而以自然界中生物大分子為結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的光致相變型生物質(zhì)材料，還未有相關(guān)的報(bào)道。纖維素是自然界中大量存在的生物質(zhì)資源，以纖維素為原料，發(fā)展一種能夠在光照條件下快速相變的生物質(zhì)材料，將有利于光能和低溫?zé)崮艿拇鎯?chǔ)與利用。該類材料將具有經(jīng)濟(jì)、綠色環(huán)保的優(yōu)勢(shì)，能為發(fā)展高經(jīng)濟(jì)附加值的纖維素產(chǎn)品提供新的方向。因此，發(fā)展一種以偶氮苯光致異構(gòu)化為基礎(chǔ)的光致相變型纖維素材料具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種金摻雜的纖維素相變材料及其制備方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明提供一種金摻雜的纖維素相變材料，其制備原料包括羧甲基纖維素鈉、金納米顆粒和偶氮苯類季銨鹽化合物。

在本發(fā)明中，所述羧甲基纖維素鈉含有的糖基單元數(shù)目約為300～1100個(gè)。

在本發(fā)明中，所述金納米顆粒為十六烷基三甲基銨穩(wěn)定的金納米顆粒水溶液，所述金納米顆粒尺寸為5～20nm。

在本發(fā)明中，所述偶氮苯類季銨鹽化合物為溴化N,N-二甲基-N-(4-(4-((4-正辛氧基苯基)二氮烯基)苯氧基)正丁基)-2,5,8,11-四氧雜十三烷-13-銨。

在本發(fā)明中，所述金摻雜的纖維素相變材料的制備方法，包括：

將金納米顆粒水溶液與偶氮苯類季銨鹽化合物的水溶液混合，將上述混合液加入到羧甲基纖維素鈉的水溶液中，震蕩10分鐘，離心，舍棄上清液，所得復(fù)合物經(jīng)10小時(shí)凍干處理，制得金摻雜的纖維素相變材料。

在本發(fā)明中，所述金摻雜的纖維素相變材料的制備方法，所述混合液中，羧甲基纖維素鈉以糖基單元數(shù)計(jì)，所述羧甲基纖維素鈉與偶氮苯類季銨鹽化合物的摩爾比為1:1～1:3。

在本發(fā)明中，所述金摻雜的纖維素相變材料的制備方法，所述混合液中，以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)，所述十六烷基三甲基銨穩(wěn)定的金納米顆粒質(zhì)量濃度為羧甲基纖維素鈉與偶氮苯類季銨鹽化合物的1‰～1％。

在本發(fā)明中，制備得到金摻雜的纖維素相變材料后，還包括紫外光和可見(jiàn)光照射引發(fā)所述金摻雜的纖維素相變材料的相變過(guò)程。

在本發(fā)明中，所述光照誘導(dǎo)所述金摻雜的纖維素相變材料的相變過(guò)程包括：紫外光照射，誘導(dǎo)所述金摻雜的纖維素相變材料發(fā)生固體到流體的相變；可見(jiàn)光照射，誘導(dǎo)所述金摻雜的纖維素相變材料發(fā)生流體到固體的相變。

在本發(fā)明中，所述紫外光波長(zhǎng)為365nm，強(qiáng)度為32mW/cm²，所述照射時(shí)間為2分鐘。