[发明专利]一种偕胺肟-羟胺肟纤维素/纳米银/壳聚糖复合气凝胶的制备方法

说明书

本发明公开了一种偕胺肟‑羟胺肟纤维素/纳米银/壳聚糖复合气凝胶的制备方法，包括以下步骤：(1)制备双醛壳聚糖；(2)偕胺肟‑羟胺肟纤维素分散液的准备；(3)纳米银在偕胺肟‑羟胺肟纤维素表面的原位制备及其与双醛壳聚糖复合溶胶的形成；(4)复合溶胶的注模、冷冻干燥和气凝胶的成型。本发明所述方法中纳米银还原过程绿色环保，气凝胶制备流程简单。所得复合气凝胶机械性能优异、组织结构规整、生物相容性好，可用于吸附过滤、协同吸附降解等工业废水处理以及医用敷料、组织工程等生物医用领域。

技术领域

本发明涉及一种偕胺肟-羟胺肟纤维素/纳米银/壳聚糖复合气凝胶的制备方法，属于天然高分子复合材料领域。

背景技术

气凝胶，又称干凝胶。是湿凝胶脱去大部分溶剂，使凝胶中液体含量远远小于固体含量，或凝胶的空间网状结构中充满的介质是气体，且结构保存完整的固体块状材料。其普遍特征是由相互贯通或封闭的孔洞构成的网络多孔结构，拥有较低的密度、极高的孔隙率、超高的比表面积和物质传输性，被广泛应用于众多领域。自2001年Tan等(AdvancedMaterials,2001,13,644-646)以纤维素衍生物为原料成功制备了纤维素气凝胶以来，天然高分子气凝胶迅速发展成为第三代气凝胶材料，超越了无机气凝胶和人工合成的有机聚合物气凝胶。在具备传统气凝胶特性的同时融入了自身的优异性能，比如低成本、良好的生物相容性、生物可降解性和环境友好性，成为天然高分子材料研究的热点。

壳聚糖作为一种来源丰富的天然碱性多糖，表面富有羟基和氨基活性基团，具有良好的吸湿性、成膜性、通透性以及较好的生物相容、生物降解等特性，是一种无毒无害、无二次污染的环保材料。因此，常被用于工业废水中重金属离子、染料等有机污染物的吸附去除。然而，随着社会的飞速发展，对材料性能的要求不断提高，以壳聚糖为代表的天然高分子气凝胶的缺陷逐渐凸显，例如机械性能不足、功能作用单一等，限制了其在高要求、多功能需求领域的应用。

微晶纤维素或纳米纤维素，是由天然纤维素经机械压力、化学作用力或酶水解至极限聚合度的可自由流动的短棒状结晶材料，不具有纤维性，表面仅含羟基基团；但流动性极强、比表面积大、杨氏模量高、机械强度高，被广泛应用于复合材料的增强增韧领域。此外，纳米银作为无机抗菌剂中的一种，具有许多显著优势，比如极强的抗菌活性、广谱的杀菌性能和无耐药性等，由其作为组分制备的复合材料将具备良好的抗菌性能。

尽管目前有一些关于壳聚糖/纤维素/纳米材料复合物或相似的研究报道(CN108440794A，CN 106832437A)，但制备方法大多采用溶胶共混、纳米粒子掺杂、或两者结合法，制备过程繁冗、纳米粒子负载牢度不足、分散不匀、或过程涉及有毒有害物质等，材料形式也多以流延法成膜。

发明内容

针对上述问题，本发明的技术目的在于提供一种偕胺肟-羟胺肟纤维素/纳米银/壳聚糖复合气凝胶的便捷高效、高纯度的制备方法。首先采用前期自制的偕胺肟-羟胺肟纤维素为载体，硝酸银作前驱体，双醛壳聚糖为还原剂，原位还原制得纳米银，得到偕胺肟-羟胺肟纤维素/纳米银/壳聚糖三元复合溶胶。而后将复合溶胶脱泡、注模、凝胶、冷冻干燥，制得偕胺肟-羟胺肟纤维素/纳米银/壳聚糖复合气凝胶。该气凝胶可将各组分功能集成，赋予气凝胶优异的机械强度，抗菌性、吸附性、生物相容性和生物可降解性。

为实现上述技术目的，本发明所提供的技术方案为：

一种偕胺肟-羟胺肟纤维素/纳米银/壳聚糖复合气凝胶，所述复合气凝胶按重量份数计的组成为：偕胺肟-羟胺肟纤维素2-5份，纳米银0.05-2份，壳聚糖3-8份。

本发明还提供一种偕胺肟-羟胺肟纤维素/纳米银/壳聚糖复合气凝胶的制备方法，包括以下步骤：