[发明专利]基于棒状生物基纳米颗粒单轴取向阵列的反蛋白石结构发光材料及衍生物的制备方法和应用

权利要求书

1.基于棒状生物基纳米颗粒单轴取向阵列的反蛋白石结构发光材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）制备纤维素纳米晶悬浮液：将纤维素纳米晶水性悬浮液浓缩至1~3wt%，利用酸溶液调节纤维素纳米晶悬浮液的pH值至2.4~3；

（2）制备纤维素纳米晶单轴取向共组装材料：为调控共组装材料中各组分占比以调节材料的光致发光性质，取步骤（1）中纤维素纳米晶水性悬浮液60 mL，将8.50~14.00 mmol硅酸酯滴加至纤维素纳米晶水性悬浮液中室温搅拌1~2小时，制得组装前体，将组装前体在温度为20~30℃、相对湿度为20~40%条件下组装2~3天以同步纤维素纳米晶单轴组装过程与硅酸酯缩合反应过程，得到纤维素纳米晶单轴取向共组装材料；

（3）制备基于棒状生物基纳米颗粒单轴取向阵列的反蛋白石结构发光材料：取步骤（2）制备的纤维素纳米晶单轴取向共组装材料进行高温处理，空气氛围下分阶段升温、保温1~6h以控制纤维素纳米晶的转化成核及反蛋白石结构的介孔尺寸，得到基于棒状生物基纳米颗粒单轴取向阵列的反蛋白石结构发光材料。

2.如权利要求1所述制备方法制备的基于棒状生物基纳米颗粒单轴取向阵列的反蛋白石结构发光材料衍生物的制备方法，其特征在于，取步骤（3）制备的基于棒状生物基纳米颗粒单轴取向阵列的反蛋白石结构发光材料，高能球磨机350rpm处理10~20min，在得到的粉末中加入分散剂，得到基于棒状生物基纳米颗粒单轴取向阵列的反蛋白石结构发光材料衍生物。

3.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中纤维素纳米晶水性悬浮液中纤维素纳米晶来源为棉花、针叶木、亚麻、海鞘、棉杆、秸秆或甘蔗渣类。

4.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中纤维素纳米晶水性悬浮液中纤维素纳米晶指定为采用物理、化学或生物方法除去无定形区得到以及进行相应的后处理得到表面修饰的纤维素纳米晶。

5.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中纤维素纳米晶尺寸依据纤维素纳米晶的生物质来源与制备方法和后处理修饰方法而异，长度为100~300 nm，依据不同的纤维素纳米晶尺寸调节纤维素纳米晶悬浮液浓度至1~3wt%。

6.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中滴加的硅酸酯为正硅酸酯类。

7.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中取10~15 mL组装前体置于温度为20~30℃，相对湿度为20 ~ 40%的条件下，同步纤维素纳米晶的单轴定向组装过程与硅酸酯缩合反应过程，控制共组装材料的成膜过程，组装2~3天得到纤维素纳米晶单轴取向共组装材料。

8.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中基于棒状生物基纳米颗粒单轴取向阵列的反蛋白石结构发光材料的制备流程：取纤维素纳米晶单轴取向共组装材料，第一阶段以2~4℃/min的升温速率由室温升至100~200℃并保温1~2h，控制纤维素纳米晶的转化过程；第二阶段以2~4℃/min的升温速率由100~200℃升温至540℃并保温4~6 h，控制反蛋白石结构的介孔尺寸及残炭的除去量；降至室温制得基于棒状生物基纳米颗粒单轴取向阵列的反蛋白石结构发光材料。

9.一种如权利要求1所述制备方法制备的基于棒状生物基纳米颗粒单轴取向阵列的反蛋白石结构发光材料。

10.一种如权利要求2所述制备方法制备的基于棒状生物基纳米颗粒单轴取向阵列的反蛋白石结构发光材料衍生物。

11.如权利要求9所述的基于棒状生物基纳米颗粒单轴取向阵列的反蛋白石结构发光材料的应用，其特征在于，该发光材料用于油墨、涂料类的发光组分中。