[发明专利]一种菠萝皮渣羧甲基纤维素/聚乙烯醇/介孔二氧化硅复合水凝胶及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种菠萝皮渣羧甲基纤维素/聚乙烯醇/介孔二氧化硅复合水凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）菠萝皮渣纤维素的制备：将菠萝皮渣清洗后切块打浆、过滤、干燥、粉碎、过筛，得到菠萝皮渣干粉，取菠萝皮渣干粉与蒸馏水混合，水浴加热后过滤收集滤渣进行漂白处理，然后过滤、洗涤、干燥得到菠萝皮渣纤维素粗品，再经过碱液处理、过滤、洗涤、干燥、筛分，得到菠萝皮渣纤维素；

（2）菠萝皮渣羧甲基纤维素的制备：将步骤（1）制备的菠萝皮渣纤维素放在混合溶液中进行碱化处理，得活化后的菠萝皮渣纤维素，再进行梯度升温醚化处理，醚化处理后，调节pH至中性，过滤，洗涤，干燥，得到菠萝皮渣羧甲基纤维素；

（3）菠萝皮渣羧甲基纤维素/聚乙烯醇/介孔二氧化硅复合水凝胶的制备：将聚乙烯醇加水溶解，得聚乙烯醇溶液；再将步骤（2）所得菠萝皮渣羧甲基纤维素和介孔二氧化硅加入聚乙烯醇溶液中，搅拌溶解以形成均匀溶液，冻融循环后洗涤、干燥得到菠萝皮渣羧甲基纤维素/聚乙烯醇/介孔二氧化硅复合水凝胶。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述菠萝皮渣干粉与蒸馏水混合的比例为1:（20-25）g/mL；所述水浴加热的温度为70-80℃，水浴加热的时间为2-3h；所述漂白处理是以质量分数7%-8%的亚氯酸钠溶液为漂白剂，以盐酸溶液调节pH为3.8-4.0，料液比为1:(15-20)g/mL，在70-80℃漂白处理2-4h；所述碱液处理是将菠萝皮渣纤维素粗品在质量分数为5%-15%的氢氧化钠溶液中以料液比为1:(10-20)g/mL室温搅拌处理10-12h；所述干燥的温度均为50-55℃，菠萝皮渣打浆过滤后、漂白处理后的干燥时间为20-24h，碱液处理后的干燥时间为16-20h。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述混合溶液是由190mL-210mL的90wt%异丙醇溶液，1.0mL-1.4mL的30 wt%过氧化氢溶液和14mL-18mL的50 wt%的氢氧化钠溶液组成；所述碱化处理是将菠萝皮渣纤维素8-12g与混合溶液混合后室温搅拌2-3h。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述梯度升温醚化处理是指将活化后的菠萝皮渣纤维素与12mL-16mL质量分数为50%的一氯乙酸溶液混合，室温处理30-40min，然后40℃-50℃反应30-40min，再升温至55℃-65℃反应30-40min，最后升温至70℃-80℃反应60-90min。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述调节pH所用试剂为10wt%冰醋酸；所述洗涤是用无水甲醇和75vol%，85 vol%和95 vol%乙醇溶液梯度洗涤；所述干燥的温度为50-55℃，干燥的时间为20-24h。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述聚乙烯醇溶解的温度为85-90℃，溶解的时间为20-30min。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述搅拌是先在室温中搅拌1-2h，然后在90℃静置20-30min；所述冻融循环是先在-22℃- -18℃下冷冻8-10h，然后在室温放置2-4h，重复冻融处理2-5次。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，在20mL水中菠萝皮渣羧甲基纤维素、聚乙烯醇和介孔二氧化硅的用量分别为(0-0.3)g、(0.7-1)g和(0-0.2)g。

9.由权利要求1~8任一项所述的方法制备得到的一种菠萝皮渣羧甲基纤维素/聚乙烯醇/介孔二氧化硅复合水凝胶。

10.权利要求9所述的一种菠萝皮渣羧甲基纤维素/聚乙烯醇/介孔二氧化硅复合水凝胶在制备生物医药或酶固定化中的应用。