The invention relates to a cellulose nanocrystalline / titanium dioxide chiral nematic composite film and its preparation method: dissolving titanium dioxide precursor tetrabutyl titanate in ethanol, dropping it into cellulose nanocrystalline solution prepared by hydrolysis of concentrated sulfuric acid slowly, and preparing cellulose nanocrystalline / titanium dioxide chiral nematic composite film by slow natural drying at room temperature In this process, the hydrolysate of tetrabutyl titanate is uniformly attached to the surrounding of cellulose nanocrystals, which participate in the self-assembly process. In this method, the composite films with chiral helix structure are prepared by one-step method. The process is simple, the operation is convenient, no additional equipment is needed, the environmental pollution is small, and the macro preparation can be realized. The composite films can be used in optical devices, humidity sensors, anti-counterfeiting materials, etc.
【技术实现步骤摘要】
一种纤维素纳米晶/二氧化钛手性向列结构复合薄膜及其制备方法
本专利技术属于材料制备的
,涉及自组装制备纤维素纳米晶/二氧化钛手性向列结构复合薄膜,尤其是一步制备纤维素纳米晶/二氧化钛手性向列结构复合薄膜的方法。
技术介绍
纤维素是一种在自然界中储量十分丰富的可再生资源。上世纪五十年代,Ränby首次报道了通过控制硫酸催化降解纤维素纤维制备纤维素胶体悬浮液。Battista以优质木浆纤维素为原料,经过盐酸辅助降解以及超声后处理,得到了批量制备微晶纤维素的方法。通过硫酸水解,它与纤维素表面的羟基发生化学反应,使其表面接枝带负电荷的磺酸根基团,由于静电排斥作用,促使晶须在水中完全均匀分散。当将纤维素纳米晶体悬浮液置于空气中自然干燥时,由于水相的连续去除,导致纤维素纳米棒以静电相互作用最小化的构型存在,最终形成手性向列结构。一个更引人注目的发现是这种手性向列型结构可以在水分完全蒸发后保存,最终得到彩虹膜。这些固体彩虹薄膜除了可以对其自组装行为进行基础研究之外,还有许多潜在的应用,例如用于防伪材料和传感器等。由于这种特殊的性质,许多研究者都以纤维素纳米晶体为模板,通过添加各种不同的原料来制备具有特殊手性结构的纳米材料。以往制备具有手性结构二氧化钛材料,需要多次使用手性模板才能得到,并且不能一步得到,与此同时二氧化钛前驱体极易水解,这使制备工艺较为复杂,大大提高了合成过程中的成本。
技术实现思路
为了解决现有技术中提到的上述问题,本专利技术提供了一种简单易行,快速高效制备纤维素纳米晶/二 ...
【技术保护点】
1.一种纤维素纳米晶/二氧化钛手性向列结构复合薄膜及其制备方法,其特征在于,将二氧化钛前驱体溶解在溶剂中,经搅拌形成稳定的溶液,缓慢滴加致浓硫酸酸解制备的纤维素纳米晶体悬浮液中,并使钛酸四丁酯的水解产物均匀的附着于纤维素纳米晶体周围,共同参与自组装过程,缓慢干燥成具有手性向列结构的复合薄膜。/n
【技术特征摘要】
1.一种纤维素纳米晶/二氧化钛手性向列结构复合薄膜及其制备方法,其特征在于,将二氧化钛前驱体溶解在溶剂中,经搅拌形成稳定的溶液,缓慢滴加致浓硫酸酸解制备的纤维素纳米晶体悬浮液中,并使钛酸四丁酯的水解产物均匀的附着于纤维素纳米晶体周围,共同参与自组装过程,缓慢干燥成具有手性向列结构的复合薄膜。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的方法具体包括以下步骤:
步骤1:纤维素纳米晶体的制备——浓硫酸酸解制得纤维素纳米晶体悬浮液;
步骤2:前驱体稳定溶液的制备——将二氧化钛前驱体溶解在溶剂中得到前驱体溶液,并充分搅拌,获得稳定均匀的溶液;
步骤3:混合溶液的制备——将前驱体溶液缓慢加入纤维素纳米晶体悬浮...
【专利技术属性】
技术研发人员:李晓锋,隋延秋,杨帆,常伟,李伟,于中振,
申请(专利权)人:北京化工大学,
类型:发明
国别省市:北京;11
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