一种荧光纳米纤维素复合气凝胶的制备方法技术

技术编号:20087856 阅读:254 留言:0更新日期:2019-01-15 07:01
本发明专利技术公开了一种荧光纳米纤维素复合气凝胶的制备方法。以棉短绒为原料提取纤维素纳米微纤,利用TEMPO方法制备出表面具有羧基的纤维素纳米微纤;利用水热合成法制备出表面氨基化的碳量子点。将纤维素纳米微纤通过冷冻干燥处理制备气凝胶,再将制备得到的气凝胶加入到氨基化碳量子点溶液中,催化剂催化碳量子点化学接枝到纤维素纳米微纤表面上,冷冻干燥处理制备得到复合荧光气凝胶材料。本发明专利技术避免了使用以无机化合物为气凝胶骨架所带来的毒性,以及简单的物理掺杂荧光物质荧光效果不持续等缺点,成本低廉、环境友好、绿色无毒。产品具有较好的力学性能、良好的荧光效果,实现了将碳量子点以共价键的形式接枝到气凝胶材料表面。

【技术实现步骤摘要】
一种荧光纳米纤维素复合气凝胶的制备方法
本专利技术属于复合材料
,涉及一种荧光纳米纤维素复合气凝胶的制备方法。
技术介绍
从棉花,木材,秸秆和海鞘等生物质材料的天然纤维素中分离提取出来的纳米纤维素,根据其形貌特征与物理性质的不同,主要包括两种类型:一种是具有棒状形貌的刚性纤维素纳米晶,另一种是具有半柔性长链结构的纤维素纳米微纤。与众多无机纳米粒子相比,纳米纤维素具有许多突出的优势,如来源广泛,价格低廉、高结晶性和棒状形貌、高比表面积和刚性模量、低毒性、可生物降解、良好的生物相容性等。其中,具有半柔性长链结构的纤维素纳米微纤拥有超高的长径比,其弹性模量高达100Gpa,是良好的气凝胶骨架来源。目前纳米纤维素已备受各领域科学家的密切关注,各国科学家也在不断探索纳米纤维素在复合材料和功能材料领域的应用。碳量子点是一种新型的碳基零维材料,具有优秀的光学性质,良好的水溶性、低毒性、环境友好、原料来源广、成本低、生物相容性好等诸多优点。与传统从铅、镉和硅的混合物中提取出来的量子点相比,碳量子点作为一种新型的碳纳米材料,在制备的过程中不涉及重金属的使用,更有一些研究直接从食物饮料中提取碳量子本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种荧光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)纤维素纳米微纤的制备:以棉短绒为原料,采用TEMPO氧化的方法制备表面带有羧基的纤维素纳米微纤;2)碳量子点的制备:以柠檬酸,聚乙烯亚胺为原料,采用水热合成法制备表面氨基化碳量子点;3)复合气凝胶的制备:采用冷冻干燥方法制备以步骤1所得纤维素纳米微纤为骨架的气凝胶,加入到步骤2所得表面氨基化碳量子点溶液中,利用N‑羟基琥珀酰亚胺和1‑(3‑二甲氨基丙基)‑3‑乙基碳二亚胺盐酸盐为催化剂催化碳量子点化学接枝到纤维素纳米微纤表面上,反应结束后,经多次洗涤后,再次冷冻干燥得到荧光纳米纤维素复合气凝胶。

【技术特征摘要】
1.一种荧光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)纤维素纳米微纤的制备:以棉短绒为原料,采用TEMPO氧化的方法制备表面带有羧基的纤维素纳米微纤;2)碳量子点的制备:以柠檬酸,聚乙烯亚胺为原料,采用水热合成法制备表面氨基化碳量子点;3)复合气凝胶的制备:采用冷冻干燥方法制备以步骤1所得纤维素纳米微纤为骨架的气凝胶,加入到步骤2所得表面氨基化碳量子点溶液中,利用N-羟基琥珀酰亚胺和1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐为催化剂催化碳量子点化学接枝到纤维素纳米微纤表面上,反应结束后,经多次洗涤后,再次冷冻干燥得到荧光纳米纤维素复合气凝胶。2.如权利要求1所述荧光纳米纤维素复合气凝胶的制备方法,其特征在于步骤1所述TEMPO氧化的方法包括以下步骤:称取棉短绒与2wt%的氢氧化钠溶液按质量比1:40在室温下反应12小时;所得的悬浮液采用布氏漏斗抽滤洗涤至中性进行干燥处理;将干燥后的棉短绒与四甲基哌啶氮...

【专利技术属性】
技术研发人员:林宁吴博浪
申请(专利权)人:武汉理工大学
类型:发明
国别省市:湖北,42

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