一种近红外低温脱附型智能吸附材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种近红外低温脱附型智能吸附材料及其制备方法和应用。所述材料是通过在羧基化纤维素纳米纤维基体上化学接枝阶梯式双温度刺激响应的聚乙烯亚胺，制备阶梯式双温度刺激响应性智能纳米纤维，再与具有近红外刺激响应性的光敏剂复合，制备阶梯式双温度/近红外刺激响应性智能纳米纤维，采用交联剂直接将阶梯式双温度/近红外刺激响应性智能纳米纤维与超支化聚胺一步交联复合得到。该材料具有阶梯式双温度/近红外刺激响应性、高氨基密度(大于14mmol/g)和纳米空腔。

【技术实现步骤摘要】
一种近红外低温脱附型智能吸附材料及其制备方法和应用
本专利技术属于生物质纤维改性
，具体涉及一种近红外低温脱附型智能吸附材料及其制备方法和应用。
技术介绍
目前，酸性气体的捕集方法主要包括吸收法、膜分离法、吸附法和深度冷凝法。其中，吸收法可以实现大量酸性气体的高效分离，且净化度和回收率高，但其再生能耗大、对设备腐蚀严重；膜分离是利用高分子聚合物对不同气体的相对渗透率不同而分离，其设备简单、操作方便、能耗低，但难以得到高纯度的酸性气体且膜材料再生能力差，限制了其大规模工业化应用；深度冷凝法是对原料气体进行多次压缩和冷却使其液化，但仅适用于高浓度的酸性气体；吸附法是基于多孔材料表面活性点选择性地捕集分离酸性气体，具有操作灵活性且操作成本较低的优点，但传统酸性气体吸附材料面临难以兼具高吸附容量和低再生温度的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种近红外低温脱附型智能吸附材料及其制备方法，该材料具有阶梯式双温度/近红外刺激响应性、高氨基密度和纳米空腔，使得材料兼具高酸性气体吸附容量和低再生温度性能，在近红外作用下实现本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种近红外低温脱附型智能吸附材料，其特征在于，在羧基化纤维素纳米纤维基体上化学接枝阶梯式双温度刺激响应的聚乙烯亚胺，制备阶梯式双温度刺激响应性智能纳米纤维，再与具有近红外刺激响应性的光敏剂复合，制备阶梯式双温度/近红外刺激响应性智能纳米纤维，采用交联剂直接将阶梯式双温度/近红外刺激响应性智能纳米纤维与超支化聚胺一步交联复合得到；所述的近红外低温脱附型智能吸附材料的阶梯式双温度响应是具有两个温度阶段的刺激响应性，其低临界溶解温度分别在30-37℃和40-50℃范围；/n所述阶梯式双温度刺激响应的聚乙烯亚胺是由N-异丙基丙烯酰胺和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯分别修饰聚乙烯亚胺后，按比例混合均匀得到；...

【技术特征摘要】
1.一种近红外低温脱附型智能吸附材料，其特征在于，在羧基化纤维素纳米纤维基体上化学接枝阶梯式双温度刺激响应的聚乙烯亚胺，制备阶梯式双温度刺激响应性智能纳米纤维，再与具有近红外刺激响应性的光敏剂复合，制备阶梯式双温度/近红外刺激响应性智能纳米纤维，采用交联剂直接将阶梯式双温度/近红外刺激响应性智能纳米纤维与超支化聚胺一步交联复合得到；所述的近红外低温脱附型智能吸附材料的阶梯式双温度响应是具有两个温度阶段的刺激响应性，其低临界溶解温度分别在30-37℃和40-50℃范围；
所述阶梯式双温度刺激响应的聚乙烯亚胺是由N-异丙基丙烯酰胺和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯分别修饰聚乙烯亚胺后，按比例混合均匀得到；所述羧基化纤维素纳米纤维是由纸浆纤维经过高碘酸钠氧化和TEMPO氧化制备得到，羧基化纤维素纳米纤维上具有大量的羧基基团；所述具有近红外刺激响应性的光敏剂为聚多巴胺，是在超声作用下，多巴胺聚合成聚多巴胺的同时与阶梯式双温度刺激响应性智能纳米纤维复合成阶梯式双温度/近红外刺激响应性智能纳米纤维，形成互穿网络结构的复合结构；所述超支化聚胺由胺化试剂与丙烯酸甲酯发生迈克尔加成反应和自缩聚反应得到；所述交联剂为环氧氯丙烷。


2.根据权利要求1所述的一种近红外低温脱附型智能吸附材料，其特征在于，所述纸浆纤维为漂白纸浆纤维，纸浆纤维为蔗渣浆纤维、桉木浆纤维、竹浆纤维、马尾松浆纤维、麦草浆纤维中的一种或多种混合。


3.一种近红外低温脱附型智能吸附材料的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
S1.羧基化纤维素纳米纤维的制备：采用高碘酸钠将纸浆纤维的纤维素结构单元的C2和C3上的羟基选择性氧化为醛基，制备双醛纤维；然后采用TEMPO试剂将双醛纤维的纤维素结构单元的C2、C3上的醛基和C6上的羟基氧化为羧基，通过控制反应条件来调控氧化程度，制备羧基化纤维素纳米纤维；
S2.阶梯式双温度刺激响应的聚乙烯亚胺的制备：采用N-异丙基丙烯酰胺、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯分别与聚乙烯亚胺发生迈克尔加成反应后，按比例混合均匀，使改性后的聚乙烯亚胺具有阶梯式双温度刺激响应性；
S3.阶梯式双温度刺激响应性智能纳米纤维的制备：羧基化纤维素纳米纤维与阶梯式双温度刺激响应的聚乙烯亚胺在高温下发生酰胺化反应；
S4.阶梯式双温度/近红外刺激响应性智能纳米纤维的制备：阶梯式双温度刺激响应性智能纳米纤维与多巴胺混合分散均匀后，在超声作用下，多巴胺聚合成聚多巴胺的同时与阶梯式双温度刺激响应性智能纳米纤维复合，形成互穿网络结构的复合结构，通过离心、冷冻干燥得到阶梯式双温度/近红外刺激响应性智能纳米纤维；
S5.超支化聚胺的制备：采用胺化试剂与丙烯酸甲酯发生迈克尔加成反应生成超支化聚胺前驱体，超支化聚胺前驱体发生自缩聚反应制得超支化聚胺；
S6.采用交联剂一步交联：将步骤S4制得的阶梯式双温度/近红外刺激响应性智能纳米纤维与步骤S5制得的超支化聚胺在碱性溶液中混合均匀，在搅拌条件下加入环氧氯丙烷交联剂，混合液直接被交联成固体颗粒，制得所述的近红外低温脱附型智能吸附材料。


4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1的具体操作为：向纸浆纤维中加入邻苯二甲酸氢钾缓冲液，然后加入高碘酸钠，在30～40℃条件下，搅拌反应3.5～4.5h，最后加入乙二醇终止反应，洗涤，干燥，得到双醛纤维；所述纸浆纤维与高碘酸钠的质量比为4:2～3；向双醛纤维中加入磷酸钠缓冲溶液，在55～65℃条件下搅拌均匀，然后加入TEMPO，再加入次氯酸钠溶液，然后加入亚氯酸钠，氧化15～17h，加入乙醇来淬灭，洗涤、干燥，得到羧基化纤维素纳米纤维；所述双醛纤维与TEMPO的质量比为400:6～7。


5.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：何辉，陈日梅，史霄宇，林杰涵，赵超，陆勤，覃程荣，王双飞，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：广西;45