[发明专利]一种调控改性纳米纤维素薄膜的光电学雾度和紫外线过滤作用的方法

说明书

本发明提供一种调控改性纳米纤维素薄膜的光电学雾度和紫外线过滤作用的方法。改性纳米纤维素薄膜是TEMPO‑氧化纤维素纳米纤维经Zn(Ⅱ)三联吡啶配合物改性得到，将改性纳米纤维素薄膜置于醇溶剂中，浸泡后取出，去除多余溶剂，得到溶剂处理后的改性纳米纤维素薄膜；溶剂处理后的改性纳米纤维素薄膜再置于水中，浸泡10～150min后取出，去除多余水分，得到水处理之后的改性纳米纤维素薄膜。本发明通过醇处理可以对改性纳米纤维素薄膜的雾度值进行调控，具体是醇处理之后雾度增大，且紫外线过滤性能增强，可以根据不同的需要，对改性纳米纤维素薄膜进行雾度调整，增大其使用范围。

技术领域

本发明属于生物质光电学纳米材料领域，具体涉及一种调控改性纳米纤维素薄膜的光电学雾度和紫外线过滤作用的方法。

背景技术

纤维素纳米纤维，也叫纳米纤维素，是从地球上分布最广泛的可再生资源——植物纤维的细胞壁中分离出来的，是植物纤维细胞壁在非常大的机械力作用，或者是进行预处理结合机械力作用分离的，直径达到纳米，长度为微米级别的纤维素功能材料。纤维素纳米纤维具有较高的强度、刚度(模量可达到138GPa)、较大的比表面积(可以达到50m²/g)、极低的热膨胀系数(CTE，0.1ppm/k，接近于石英)。根据对植物纤维处理方式的不同，纤维素纳米纤维通常是直径为5-50nm或20-100nm、长度为几到十几微米的、长径比较大的纤维素纳米材料。TEMPO-氧化纤维素纳米纤维，是一种先进行氧化预处理，之后机械处理制备出来的纳米纤维素，相对于没有氧化处理的纤维素纳米纤维，大部分被氧化为醛基或是羧基，氢键含量少，分散效果更好，并且节省能耗。

通常情况下，将抄纸工艺应用于纤维素纳米纤维，即可得到纳米纤维素薄膜，也可以称之为纳米纸。纳米纤维素薄膜是具有很多优异的特性的纳米功能材料，例如：光学透明、热稳定性、柔韧性、可印刷性、机械强度高以及化学改性能力强等。也正是由于这些特性，纳米纤维素薄膜可以用来制备柔性储能和转换装置、发光薄膜和柔性电子器件，比如说太阳能电池、LED、UVA阻隔功能材料、防伪安全材料、超级电容器和光学传感装置等。

纳米纤维素薄膜已经在光电学领域引起了越来越多研究人员的兴趣。此外，雾度可以由尺寸不同的制备纳米纤维素薄膜的纤维素纳米纤维进行调整，纤维素纳米纤维的尺寸以及组装密度是决定纳米纤维素薄膜雾度大小的重要因素。比如说，纳米纤维素薄膜的透光率可以达到90％以上，但是雾度则在20％～60％之间。这是由于纤维素纳米纤维的大小以及它们之间的孔隙造成了光散射，从而产生了雾度的效果。尽管纳米纤维素薄膜的雾度值可以根据纤维素纳米纤维的大小进行设计，但是在纳米纤维素薄膜制备出来之后，雾度值是固定而无法被调节的。另外，人类日常生活中所接触到的光，例如太阳光、荧光灯或其他光学材料在发射的同时会存在一定量的紫外线，这可能会对人体产生不利影响，例如皮肤癌或皮肤光老化。而且，紫外线照射会引起商品的加速老化从而引起商品性质的变化，而目前的纳米纤维素薄膜缺乏紫外线过滤功能。

发明内容

本发明的目的在于解决纳米纤维素薄膜雾度值无法进行调控的问题，并且增加其对紫外线的过滤性能，提供一种调控改性纳米纤维素薄膜的光电学雾度和紫外线过滤作用的方法。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种调控改性纳米纤维素薄膜的光电学雾度和紫外线过滤作用的方法，改性纳米纤维素薄膜是TEMPO-氧化纤维素纳米纤维经Zn(Ⅱ)三联吡啶配合物改性得到，将改性纳米纤维素薄膜置于醇溶剂中，浸泡后取出，去除多余溶剂，得到溶剂处理后的改性纳米纤维素薄膜。

优选的，所述醇溶剂为正丁醇、异丁醇、苯甲醇、仲丁醇、叔丁醇、异丙醇、甲醇、乙二醇、丙二醇或聚乙二醇。

优选的，浸泡时间为10～150min。

优选的，还包括如下步骤：溶剂处理后的改性纳米纤维素薄膜再置于水中，浸泡10～150min后取出，去除多余水分，得到水处理之后的改性纳米纤维素薄膜。