[发明专利]一种以棕榈纤维为原料制备气凝胶的方法

说明书

本发明涉及一种以棕榈纤维为原料制备气凝胶的方法，以棕榈纤维为原料制备生物质气凝胶，实现了可再生资源的充分利用，具有显著的经济效益和社会效益，制备过程中使用到的溶剂为1‑烯丙基‑3‑甲基咪唑丙酸盐，该溶剂溶解能力强、溶解温度低、并且无腐蚀性，因而，生物质气凝胶的整个制备过程工序简单，不需要使用耐腐蚀设备，制备成本较低，投资成本较低，实用性强，易实现工业化推广。

技术领域

本发明涉及生物质气凝胶制备技术领域，具体涉及一种以棕榈纤维为原料制备气凝胶的方法。

背景技术

气凝胶是一种多孔性材料，具有密度低、孔隙率高、比表面积大、孔隙尺寸小等特点。由于气凝胶材料的优良性能，气凝胶材料已在工业、农业、医药等领域得到了重要的应用。棕榈纤维是一种在我国使用历史悠久的天然纤维,在古代经常被用于编制绳索、蓑衣、床垫等日常用品；在现代,棕榈纤维又被开发应用于制备复合材料、弹性材料等新领域，棕榈在我国栽种范围广泛,棕榈纤维剥取简单且来源充足。由于以石油为原料的产品在自然界中难以降解并污染环境，因此，以棕榈纤维为原料的产品既符合可持续发展战略、又能实现再生资源利用。目前，制备生物质气凝胶的方法有LiCl/DMSO溶剂法，但是该方法所用溶剂有一定毒性和挥发性，是非绿色环保型溶剂，气凝胶的制备过程中易造成环境污染。

发明内容

本发明的目的是提供了一种工序简单、设备要求较低、制备成本低的制备气凝胶的方法。

本发明为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是：一种以棕榈纤维为原料制备气凝胶的方法，包括以下步骤：

（1）、将棕榈纤维粉碎，过40目筛，然后置于80-120℃温度下干燥；

（2）、将步骤（1）的棕榈纤维粉末在球磨机进一步粉碎，过180目筛，得到棕榈纤维粉末，备用；

（3）、取步骤（2）得到的棕榈纤维粉末，溶解在1-烯丙基-3-甲基咪唑丙酸盐，溶解温度为30-150℃，得到棕榈纤维溶液；

（4）、将棕榈纤维溶液转移至容器中，密封后置于-80℃到-150℃温度下冷冻12-48h，然后向冷冻成型的棕榈纤维凝胶中加水，洗掉棕榈纤维凝胶中的1-烯丙基-3-甲基咪唑丙酸盐，得到棕榈纤维水凝胶；

（5）、将步骤（4）的棕榈纤维水凝胶密封并于-10℃到-60℃温度下冷冻12-24h，然后再置于冷冻干燥机中进行冷冻干燥，干燥后得到海绵状、轻质多孔的棕榈纤维气凝胶。

作为本发明一种以棕榈纤维为原料制备气凝胶的方法的优化：所述步骤（3）中得到的棕榈纤维溶液溶液中棕榈纤维的浓度为1-4%。

有益效果

本发明以棕榈纤维为原料制备生物质气凝胶，实现了可再生资源的充分利用，具有显著的经济效益和社会效益，制备过程中使用到的溶剂为1-烯丙基-3-甲基咪唑丙酸盐，该溶剂溶解能力强、溶解温度低、并且无腐蚀性，因而，生物质气凝胶的整个制备过程工序简单，不需要使用耐腐蚀设备，制备成本较低，投资成本较低，实用性强，易实现工业化推广。

附图说明

图1为本发明实施例1制得的棕榈纤维气凝胶样品的截面在扫描电镜下图像；

图2为本发明实施例1制得的棕榈纤维气凝胶样品的表面在扫描电镜下图像。

具体实施方式

实施例1

一种以棕榈纤维为原料制备气凝胶的方法，包括以下步骤：

（1）、将棕榈纤维粉碎，过40目筛，然后置于120℃温度下干燥；

（2）、将步骤（1）的棕榈纤维粉末在球磨机进一步粉碎，过180目筛，得到棕榈纤维粉末，备用；