[发明专利]一种层状双金属氢氧化物/纤维素多孔复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种层状双金属氢氧化物/纤维素多孔复合材料，其特征在于：该材料是通过直接共混法，-30℃±5℃条件下经冻融操作，在纤维素溶液中均匀分散层状双金属氢氧化物，选择性加入海泡石或玻璃纤维，混合液在涂布、凝胶化后通过冷冻干燥或超临界干燥处理，或直接采用静电纺丝成型最终可得到的海绵状、膜状或无纺布形态且机械性能可调的层状双金属氢氧化物/纤维素多孔复合材料；

其中纤维素、层状双金属氢氧化物、交联剂、碱性水溶液、海泡石或玻璃纤维的质量百分比为：

纤维素：3~7%，

碱性水溶液：93~97%，其中以纤维素和碱性水溶液的总重量为100%计，

层状双金属氢氧化物为0.5 %~40.0 %，

N,N-亚甲基双丙烯酰胺(交联剂)：0.8~1.2%，

海泡石或玻璃纤维为0~10 %。

2.根据权利要求1所述的层状双金属氢氧化物/纤维素多孔复合材料，其特征在于：所述的纤维素采用纤维素粉、细菌纤维素、脱脂棉、木浆粕或棉浆粕中的一种。

3.根据权利要求1所述的层状双金属氢氧化物/纤维素多孔复合材料，其特征在于：所述的层状双金属氢氧化物选自金属离子为Ca²⁺、Mg²⁺、Cd²⁺、Al³⁺、Fe³⁺组合的层状双金属氢氧化物中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的层状双金属氢氧化物/纤维素多孔复合材料，其特征在于：碱性水溶液的制备方法是NaOH 7 g和水81g混合，待NaOH溶解并溶液冷却后添加尿素12 g。

5.根据权利要求1所述的层状双金属氢氧化物/纤维素多孔复合材料，其特征在于所述的纤维素含量为：2~4%。

6.一种权利要求1所述的层状双金属氢氧化物/纤维素多孔复合材料的制备方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

(1)纤维素溶解液的制备：将权利要求1所述的原料混合，在-30 ℃±5℃ 的温度下冻融1~2 h，然后在室温下搅拌充分形成层状双金属氢氧化物均匀分散的纤维素溶液，在该溶液中添加交联剂，搅拌、超声分散使交联剂均匀分散并溶解，得到混合溶解液；

(2)层状双金属氢氧化物/纤维素复合海绵体的制备：将步骤(1)中混合溶解液于容器中倒模，静置12~36 h后形成层状双金属氢氧化物/纤维素复合水凝胶，该水凝胶在进行充分的水-溶液置换后取出凝胶并吸干表面水分，平铺于-80 ℃~ -50 ℃环境中预冷冻1~2h，随后在冷冻干燥机中干燥48 h以上直至凝胶完全干燥即得到表面平整的层状双金属氢氧化物/纤维素复合海绵体；

或该水凝胶在乙醇溶液中进行充分的乙醇-溶液置换至形成醇凝胶，并进行超临界干燥即得层状双金属氢氧化物/纤维素复合海绵体。

7.一种权利要求1所述的层状双金属氢氧化物/纤维素多孔复合材料的制备方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

(1)纤维素溶解液的制备：将权利要求1所述的原料混合，在-30 ℃±5℃ 的温度下冻融1~2 h，然后在室温下搅拌充分形成层状双金属氢氧化物均匀分散的纤维素溶液，在该溶液中添加交联剂，搅拌、超声分散使交联剂均匀分散并溶解，得到混合溶解液；

(2)层状双金属氢氧化物/纤维素复合膜的制备：取步骤(1)得到的混合溶解液涂布成膜或于容器中倒模并控制液高≤2 mm，静置12~36 h后形成水凝胶，该水凝胶在进行充分的水-溶液置后，以液氮或-80 ℃~ -50 ℃环境中进行少于1 h的短时预冷冻，然后再于冷冻干燥机中进行冷冻干燥48 h以上直至凝胶完全干燥成海绵体，即得层状双金属氢氧化物/纤维素复合多孔膜；或者是，

该水凝胶在乙醇溶液中进行充分的乙醇-溶液置换至形成醇凝胶，并进行超临界干燥，得层状双金属氢氧化物/纤维素多孔复合膜。