[发明专利]改性壳聚糖/纳米纤维素复合气凝胶及其制备方法和应用

摘要

本发明属于高分子材料技术领域，具体公开了一种改性壳聚糖/纳米纤维素复合气凝胶及其制备方法和应用。该制备方法步骤如下：先用预处理过的壳聚糖与盐酸溶液反应，然后加入二硫代二丙酸二甲酯，反应制得改性壳聚糖；取改性壳聚糖先用醋酸溶液溶解，再加入纳米纤维素，充分反应；接着加入过硫酸钾，混合均匀；再加入丙烯酸和NaOH溶液，使其充分溶解；然后加入N,N'‑亚甲基双丙烯酰胺溶液，制得改性壳聚糖/纳米纤维素复合水凝胶，冷冻干燥即可得气凝胶产品。本发明制得的改性壳聚糖/纳米纤维素复合气凝胶具有高效、增强的吸附性能，对低浓度的重金属Cu²⁺的吸附具有显著的效果，同时制备工艺简单，可操作性强。

主权项

1.一种改性壳聚糖/纳米纤维素复合气凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将预处理后的壳聚糖与盐酸溶液加入反应容器，冰水浴控制反应温度在0～5℃，在搅拌的状态下加入适量的二硫代二丙酸二甲酯；滴加完毕后撤去冰水浴，在室温下持续搅拌反应7～10h；经静置、沉淀、抽滤、干燥、重结晶得到改性壳聚糖；其中所述预处理后的壳聚糖、二硫代二丙酸二甲酯和盐酸溶液中的盐酸的质量比为1：(1～5)：(0.1～0.4)；(2)取步骤(1)制得的改性壳聚糖溶于冰醋酸中，然后加入纳米纤维素，混合均匀后加入引发剂，搅拌反应10～30min；接着加入丙烯酸和氢氧化钠，充分溶解后，加入交联剂N,N'‑亚甲基双丙烯酰胺溶液，搅拌反应30～60min，反应结束后，将反应体系于60～70℃恒温水浴中继续反应6～9h，得到改性壳聚糖/纳米纤维素复合水凝胶产品，将得到的水凝胶产品冷冻干燥即得到所述改性壳聚糖/纳米纤维素复合气凝胶；步骤(2)所述的氢氧化钠与丙烯酸的摩尔比为1：(2～10)；所述的改性壳聚糖、纳米纤维素和丙烯酸的质量比为1：(0.05～0.1)：(3～8)；所述的改性壳聚糖、交联剂N,N'‑亚甲基双丙烯酰胺溶液中的N,N'‑亚甲基双丙烯酰胺和引发剂的质量比1：(0.05～0.2)：(0.1～0.4)。