[发明专利]一种高性能生物纤维素碳气凝胶及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种高性能生物纤维素碳气凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将木醋杆菌接种到含有椰子水的发酵培养基中通过在30～35℃，相对湿度40～55％RH条件下发酵生物合成生物纤维素凝胶液膜；

(2)将氧化钼﹑硫代乙酰胺﹑尿素按照(10～12)：(12～14)：(0.1～0.2)的质量比进行水热反应，对产物进行纯化处理得到纯化后的MoS₂，将其配制成悬浮液；所述水热反应温度为160～180℃，时间为20～22h；步骤(2)中所述的纯化后的MoS₂是长度为25～35nm的纳米颗粒；

(3)将步骤(1)中的生物纤维素凝胶液膜先后浸渍在柠檬酸和MoS₂的悬浮液中；生物质纤维素凝胶液膜先放在2～5mmol/L的柠檬酸溶液中于60～80℃下浸渍24～48h，后放在0.5～2mol/L的MoS₂悬浮液中于常温下浸渍12～24h；

(4)将步骤(3)处理后的生物纤维素凝胶液膜用液氮进行冷冻固化处理，得到块状固体；

(5)在步骤(4)所得的块状固体进行冷冻干燥处理，得到生物纤维素气凝胶；

(6)将步骤(5)得到的生物纤维素气凝胶进行高温煅烧处理，先以2～3℃/min的升温速度加温到400～500℃，保温60～90min，然后以4～5℃/min的升温速度加温到煅烧温度，保温100～120min，然后降温至室温，制得所述高性能生物纤维素碳气凝胶。

2.根据权利要求1所述的一种高性能生物纤维素碳气凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述发酵时间为4～7天；所述含有椰子水的发酵培养基中椰子水的含量为20.0g/L。

3.根据权利要求1所述的一种高性能生物纤维素碳气凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述的冷冻固化处理的时间是10～30min。

4.根据权利要求1所述的一种高性能生物纤维素碳气凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(6)中所述的高温煅烧处理是在氮气或惰性气体的保护下进行的，煅烧温度为800～1000℃。

5.一种高性能生物纤维素碳气凝胶，其特征在于，其通过权利要求1至4任一项所述的一种高性能生物纤维素碳气凝胶的制备方法制备得到。

6.根据权利要求5所述的高性能生物纤维素碳气凝胶，其特征在于，所述的高性能生物纤维素碳气凝胶的性能：碳残留量：18.5％～22.3％；压缩性：88.0～95.1％；孔隙率：91.7～96.2％；氧指数：32.6～34.8％；对水的接触角：133～151°，对水的滚动角4～7°。

7.权利要求5或6所述的高性能生物纤维素碳气凝胶在航天、军工、海洋工程和家居功能材料领域中的应用。