[发明专利]一种高强度纤维素/SiO2

权利要求书

1.一种高强度纤维素/SiO₂复合气凝胶长纤维的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

（1）宏观形态上呈长纤维状，微观结构上呈纳米纤维网络状的微生物纤维素基体的制备：将发酵椰果片裁剪成长条，用清水洗涤，冷冻干燥；

（2）SiO₂溶胶制备：将SiO₂前驱体、乙醇、去离子水混合搅拌均匀后，再将酸性催化剂逐滴加入搅拌，待前驱体充分水解后，再将碱性催化剂逐滴加入搅拌，得到SiO₂溶胶；

（3）将步骤（1）宏观形态上呈长纤维状，微观结构上呈纳米纤维网络状的微生物纤维素基体和步骤（2）得到的SiO₂溶胶复合并进行基体微观结构的二次调控：

将步骤（1）中制得的长纤维状的纤维素基体浸入到步骤（2）所配制的SiO₂溶胶中第一时间，取出以后将其牵引穿过一个比其自身直径小的锥孔，然后置于乙醇的气氛中凝胶化，并在第一温度下老化第二时间，得到长纤维状的纤维素/SiO₂复合湿凝胶；

（4）干燥，干燥方式分为超临界干燥和常压干燥两种方式，采用其中任意一种干燥方式进行干燥处理：

超临界干燥：将步骤（3）制备的纤维素/SiO₂复合湿凝胶用乙醇进行溶剂置换，再超临界乙醇干燥，或者将步骤（3）制备的纤维素/SiO₂复合湿凝胶依次以乙醇和液态CO₂进行溶剂置换，然后再以超临界CO₂进行干燥，即得纤维素/ SiO₂复合气凝胶长纤维；

常压干燥：将步骤（3）制备的纤维素/SiO₂复合湿凝胶在惰性溶剂中用有机试剂进行表面修饰，取出后再在第二温度下常压烘干，即得纤维素/ SiO₂复合气凝胶长纤维。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）中发酵椰果片的厚度为2~8mm，裁剪成宽度为2~8mm的长条，用清水洗涤3~5次，冷冻干燥。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（2）中SiO₂前驱体为正硅酸乙酯或正硅酸甲酯。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（2）中SiO₂前驱体：去离子水：乙醇：酸性催化剂：碱性催化剂的摩尔比为1：1~7：3~30：0.001~0.005：0.001~0.01。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：第一时间为10~50min，第二时间1~18h，第一温度为20~80^oC，第二温度为40~130^oC。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（4）中惰性溶剂为正己烷、环己烷、正庚烷、十二烷及石油醚中的任意一种，表面修饰过程采用的有机试剂为三甲基氯硅烷、六甲基二硅氮烷中的任意一种。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（2）中乙醇用甲醇替换。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：步骤（4）中乙醇用甲醇替换。