[发明专利]一种纳米二氧化硅掺杂纳米纤维素材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种纳米二氧化硅掺杂纳米纤维素材料，其特征在于，所述纳米二氧化硅与纳米纤维素材料之间至少存在部分氢键结合；

以纳米二氧化硅掺杂纳米纤维素材料的总质量为100%计，所述纳米二氧化硅的质量百分含量为81-90%；

所述纳米二氧化硅掺杂纳米纤维素材料采用如下方法进行制备，所述方法包括以下步骤：

将纳米纤维素材料分散液与偏硅酸钠溶液混合，在混合液中加入硫酸溶液至pH为7-8，并陈化、过滤、干燥，得到所述纳米二氧化硅掺杂纳米纤维素材料；

所述偏硅酸钠溶液的浓度为20-25%；

所述纳米纤维素材料分散液的浓度为5-8%；

所述纳米纤维素材料的平均直径为8-20 nm，长径比为100-200。

2.根据权利要求1所述的纳米二氧化硅掺杂纳米纤维素材料，其特征在于，所述纳米二氧化硅的平均粒径为28-32 nm。

3.根据权利要求2所述的纳米二氧化硅掺杂纳米纤维素材料，其特征在于，所述纳米二氧化硅的平均粒径为30 nm。

4.根据权利要求1所述的纳米二氧化硅掺杂纳米纤维素材料，其特征在于，所述纳米纤维素材料包括纳米纤维素和/或微纳米木质素纤维素。

5.根据权利要求4所述的纳米二氧化硅掺杂纳米纤维素材料，其特征在于，以微纳米木质素纤维素的质量为100%计，所述木质素的含量为20-25 wt%。

6.根据权利要求1所述的纳米二氧化硅掺杂纳米纤维素材料，其特征在于，所述纳米二氧化硅掺杂纳米纤维素材料的制备原料按重量份数包括如下组分：

纳米纤维素材料分散液 160-600重量份；

偏硅酸钠溶液 300-400重量份；

硫酸溶液 120-140重量份。

7.根据权利要求6所述的纳米二氧化硅掺杂纳米纤维素材料，其特征在于，所述偏硅酸钠选自五水偏硅酸钠、九水偏硅酸钠或无水偏硅酸钠中的任意一种或至少两种的组合。

8.根据权利要求7所述的纳米二氧化硅掺杂纳米纤维素材料，其特征在于，所述偏硅酸钠为五水偏硅酸钠。

9.根据权利要求6所述的纳米二氧化硅掺杂纳米纤维素材料，其特征在于，所述硫酸溶液的浓度为12-20 wt%。

10.根据权利要求1-9中的任一项所述的纳米二氧化硅掺杂纳米纤维素材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

将纳米纤维素材料分散液与偏硅酸钠溶液混合，在混合液中加入硫酸溶液至pH为7-8，并陈化、过滤、干燥，得到所述纳米二氧化硅掺杂纳米纤维素材料。

11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述干燥的方式为喷雾干燥、常压干燥或冷冻干燥中的任意一种或至少两种的组合。

12.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，所述干燥的方式为喷雾干燥。

13.根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于，所述喷雾干燥的温度为150-180℃。

14.根据权利要求13所述的制备方法，其特征在于，所述喷雾干燥的温度为170℃。

15.根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于，所述喷雾干燥的喷雾压力为0.36-0.42 MPa。