[发明专利]海藻酸钠/淀粉/铜金属有机框架纳米复合膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及海藻酸钠/淀粉纳米复合膜材料的制备技术领域，特别涉及一种海藻酸钠/淀粉/铜金属有机框架纳米复合膜的制备方法。

背景技术

随着高科技时代的到来，全球经济快速增长，信息、电子、生物、新材料和新能源等高新技术迅猛发展，人们对功能性材料的需求也迅速增长。因此，研究者们在复合材料领域作了大量的探索，希望能研究出种类更多、功能性更强的材料，纳米复合材料由于具有多样化的品种和性能，在涂料、食品、纺织、造纸、日用化工及石油开发等领域得到了广泛的应用，它的研究成为了领域中的最有发展潜力的学科之一。聚合物共混物纳米复合材料是由有机高分子材料与纳米粒子通过材料共混的方式复合形成的新型纳米复合材料。为了开发可再生和环境友好型新型材料，我们选择了可降解的海藻酸钠和淀粉作为研究对象进行研究探索。在所有天然生物聚合物中，淀粉被认为是最有希望的聚合物之一，因为其易于获得，可生物降解和较低的成本。淀粉（ST）是以碳水化合物的形式存在于玉米、小麦、水稻和土豆等植物中。海藻酸钠（SA）是从褐藻类的海带或马尾藻中提取出来的天然多糖，属于直链阴离子聚合物，易溶于水，不溶于有机溶剂，它具有一定的稳定性、溶解性、粘黏性，其主要是它有良好的生物降解性和生物相容性，已被广泛地应用于化学、生物、医药、食品等领域。由于热稳定性较差，可生物降解的纯SA-ST材料在生产与应用方面受限，这就要求对纯SA-ST材料进行改性，尤其是要提高其热稳定性。为了提高复合材料的性能，添加纳米粒子是改性SA-ST复合材料的有效途径和方法。这种以SA为基质、淀粉为分散相、纳米粒子为填料的复合膜材料，能得到同时兼备SA-ST和纳米粒子的特性，改善SA-ST复合材料的性能（如热稳定性等）。

发明内容

本发明的目的是通过Cu₃(BTC)₂纳米粒子的添加来改善海藻酸钠/淀粉复合膜的热稳定性，并提供一种海藻酸钠/淀粉/铜金属有机框架纳米复合膜的制备方法。

本发明具体步骤如下：

（1）称取4g海藻酸钠颗粒加入130mL蒸馏水中，先在室温下搅拌1小时，使其水分子进入分子内部，然后加热到50℃，搅拌30分钟，得到海藻酸钠溶液待用。

（2）称取1g淀粉粉末加入10mL蒸馏水中，室温搅拌5分钟，得淀粉分散液。

（3）将步骤（2）所得淀粉分散液加入到步骤。（1）所得海藻酸钠溶液，然后加热到80℃，搅拌30分钟，得到海藻酸钠/淀粉混合溶液待用。

（4）分别量取25mL的蒸馏水和25mL无水乙醇按体积比为1:1混合得混合液。

（5）将3mL浓度为0.1mol/L的Cu(NO₃)₂溶液与2mL浓度为0.1mol/L的均苯三甲酸的三乙基胺盐溶液加入到步骤（4）所得混合液中，在室温下，1000rpm转速搅拌反应0.5小时。

（6）将步骤（5）所得溶液离心10分钟，离心速度为2000rpm，倒去原溶液，取下层固体，用无水乙醇离心清洗三次，最后将清洗完毕的固体在60℃真空干燥箱中烘12小时得到Cu₃(BTC)₂纳米粒子。

（7）将0.025~0.1 g步骤（6）所得的Cu₃(BTC)₂纳米粒子与步骤（3）所得的海藻酸钠/淀粉混合溶液混合，室温下搅拌1小时，在超声频率为50HZ的条件下超声1小时得到均一分散液；将均一分散液倒入培养皿中，60℃条件下真空干燥24小时得到海藻酸钠/淀粉/铜金属有机框架纳米复合膜。

所述化学试剂纯度均为化学纯以上纯度。

本发明制备的海藻酸钠/淀粉/铜金属有机框架纳米复合膜具有良好的热稳定性，在包装材料、农业薄膜材料、耐热膜材料等领域具有潜在性应用。

附图说明

图1为本发明步骤（4）制备的Cu₃(BTC)₂纳米粒子SEM图。

图2为本发明对比实施例制备的海藻酸钠/淀粉复合薄膜与实施例1、2、3制备的Cu₃(BTC)₂纳米粒子质量百分比浓度分别为0.5%、1%、2%的海藻酸钠/淀粉/铜金属有机框架纳米复合膜傅里叶红外谱图对比图。