[发明专利]一种纤维素/二维层状材料复合水凝胶及其制备方法

权利要求书

1.一种纤维素/二维层状材料复合水凝胶，其特征在于，所述复合水凝胶包括纤维素三维网络结构、以及负载在所述纤维素三维网络结构中的二维材料，所述二维层状材料为二维过渡金属碳化物、氮化物或碳氮化物。

2.如权利要求1所述的复合水凝胶，其特征在于，所述二维层状材料的厚度为6-10nm。

3.如权利要求1所述的复合水凝胶，其特征在于，所述纤维素三维网络结构包括纤维素或纤维素衍生物自身连接成的三维网络结构，或者纤维素和/或纤维素衍生物通过交联剂形成的三维网络结构。

4.如权利要求1或3所述的复合水凝胶，其特征在于，所述纤维素三维网络结构具有孔径为50-80μm的孔隙结构。

5.如权利要求1或2所述的复合水凝胶，其特征在于，所述纤维素三维网络结构中的纤维素与所述二维材料纳米片的质量比为100：(0.0001～50)。

6.如权利要求2所述的复合水凝胶，其特征在于，所述纤维素三维网络结构中的纤维素与交联剂的质量比为100：(1.372～13.71)。

7.一种纤维素/二维材料纳米片复合水凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)提供二维层状材料，所述二维层状材料为二维过渡金属碳化物、氮化物或碳氮化物；

(2)配制含强碱、尿素和水的混合溶剂，并进行预冷，将纤维素粉末加入到预冷后的所述混合溶剂中，剧烈搅拌，得到纤维素溶液；

(3)在高速搅拌条件下，将所述二维层状材料、交联剂与所述纤维素溶液相混合，超声处理后，于65-90℃下进行交联反应0.5-2小时，得到交联反应物；

(4)向所述交联反应物中加入纤维素再生液浸泡30-60min，之后将再生后的交联反应物置于水中进行透析，得到纤维素/二维层状材料复合水凝胶。

8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述混合溶剂中，强碱的质量浓度为5-15％，尿素的质量浓度为10-15％。

9.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述纤维素溶液中，混合溶剂与纤维素的质量比为100：(1～4)；所述纤维素溶液的体积与所述交联剂的质量比为100：(0.212～2.12)。

10.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述纤维素再生液为质量分数为5％～10％的稀硫酸溶液；所述交联反应物与所述稀硫酸溶液的体积比为1：(2-3)。