一种超疏水紫外阻挡型荧光透明木材的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种超疏水紫外阻挡型荧光透明木材的制备方法，包括木模板、碳量子点和树脂，将干燥后的木材浸泡在脱木素混合液中，再经过脱水等后续步骤制备部分脱木素木模板，将脱木素木模板浸渍在不同荧光性能的碳量子点溶液中，真空干燥后浸渍于树脂中，固化干燥得到多色荧光透明木材，再用湿凝胶喷涂于荧光透明木材表面，干燥得到超疏水紫外阻挡型荧光透明木材。本发明专利技术采用上述一种超疏水紫外阻挡型荧光透明木材的制备方法，赋予透明木材对紫外线具有较强的阻挡能力和超疏水性能，且具有环境友好、光致发光、保温隔热的优点，为新型多功能木基复合材料的研究提供了新的理论和技术支持，具有十分广阔的应用前景。具有十分广阔的应用前景。具有十分广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种超疏水紫外阻挡型荧光透明木材的制备方法


[0001]本专利技术涉及新型木材
，尤其是涉及一种超疏水紫外阻挡型荧光透明木材的制备方法。

技术介绍

[0002]木材是一种天然、环保、普遍存在的自然资源，开发加工木材衍生材料满足可持续发展的需要，而且木材因其独特的多孔结构、可再生性、易加工性和美观性，在许多领域都有应用。此外，木材可以通过不同的方法进行功能化修饰，还可以通过良好的设计在保留木材原有优势的基础上引入许多新的性质，从而显著提高其附加值。
[0003]透明木材即是木材功能化的一个很好的例子，它具有良好的机械韧性、防碎性能、低导热性和良好的透光率。透明木材主要由设计木材细胞壁的结构以及浸渍折射率匹配的聚合物制备而成。
[0004]碳量子点是一类新型的具有光致发光特性的材料，它具有优异的生物相容性、高化学稳定性、良好的水溶性、多色光学性质等特点，在荧光传感、光催化、电催化、光电器件和药物输送等应用中受到关注。但是碳量子点与透明木材结合的荧光透明木材对紫外光的阻挡性能缺乏评估，以及润湿性能难以满足一些应用场景的需要。
[0005]因此，为了解决上述问题，提出一种超疏水紫外阻挡型荧光透明木材的制备方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种超疏水紫外阻挡型荧光透明木材的制备方法，赋予透明木材对紫外线具有较强的阻挡能力和超疏水性能，且具有环境友好、光致发光、保温隔热的优点，为新型多功能木基复合材料的研究提供了新的理论和技术支持，具有十分广阔的应用前景。/>[0007]为实现上述目的，本专利技术提供了一种超疏水紫外阻挡型荧光透明木材的制备方法，具体步骤如下：
[0008](1)将木材样品纵切成适当厚度，在70
‑
90℃条件下干燥10h至绝干状态，备用；
[0009](2)将氢氧化钠与乙二胺四乙酸二钠以及去离子水混合并搅拌均匀制备成部分脱木素水溶液，将步骤(1)干燥后的木材样品浸泡在溶液中，在70
‑
80℃中预处理10
‑
20min，随后加入硫酸镁和过氧化氢并进一步在70
‑
80℃加热3
‑
6h进行部分脱木素处理，直至木材样品呈现白色；
[0010](3)将步骤(2)中经过部分脱木素处理的木材样品取出，用去离子水冲洗以去除残留化学物，接着储存在无水乙醇中进行脱水处理，获得部分脱木素木模板；
[0011](4)称取壳聚糖加入冰醋酸溶液中混合均匀，置于衬有聚四氟乙烯的反应釜中，并在烘箱中170
‑
190℃加热11
‑
12h，将反应釜中的混合溶液取出置于离心机中进行固液分离处理，并将离心所得的上清液通过滤膜过滤以去除不溶性物质，之后用透析袋对过滤后的溶液进行透析处理，得到的透析液冷冻干燥处理得到粉末，并重新溶解于无水乙醇中，制得
具有蓝色荧光的碳量子点浸渍液A；
[0012]称取壳聚糖加入磷酸中分散均匀，置于衬有聚四氟乙烯的反应釜中，并在烘箱中170
‑
190℃加热6
‑
8h，将反应釜中的混合溶液通过滤膜过滤以去除不溶性物质，将过滤所得的溶液透析处理，得到的透析液冷冻干燥处理得到粉末，并重新溶解于无水乙醇中，制得具有黄色荧光的碳量子点浸渍液B；
[0013]称取邻苯二胺加入硫酸中混合均匀，置于衬有聚四氟乙烯的反应釜中，并在烘箱中180
‑
220℃加热4
‑
6h，将反应釜中的混合溶液通过滤膜过滤以去除不溶性物质，将过滤所得的溶液透析处理，得到的透析液冷冻干燥处理得到粉末，并重新溶解于无水乙醇中，制得具有红色荧光的碳量子点浸渍液C；
[0014](5)将步骤(3)制得的部分脱木素木模板分别浸渍于步骤(4)中制备的碳量子点浸渍液A、碳量子点浸渍液B和碳量子点浸渍液C中，并置于真空干燥箱中浸渍0.5
‑
1.5h；
[0015](6)取出步骤(5)中制得的浸渍有碳量子点浸渍液的部分脱木素木模板，重新浸渍于树脂中，并进行真空负压处理，将浸渍后的木材取出置于60
‑
80℃烘箱中固化干燥得到多色荧光透明木材；
[0016](7)将甲醇、甲基三甲氧基硅烷和草酸混合并搅拌均匀，逐滴加入氨水和去离子水，继续搅拌均匀后，室温下静置36
‑
48h，制得湿凝胶；
[0017](8)将步骤(7)制得的湿凝胶分散于甲醇溶液中，通过喷枪将分散液喷涂于荧光透明木材表面后，将荧光透明木材置于60
‑
70℃烘箱中干燥得到超疏水紫外阻挡型荧光透明木材。
[0018]优选的，步骤(1)中，所述木材样品为巴沙木、桦木中的一种，厚度为0.4～1mm。
[0019]优选的，步骤(2)中，所述木材样品与部分脱木素水溶液的体积比为(1
‑
4)：(5
‑
8)，所述部分脱木素水溶液中氢氧化钠水溶液的浓度为3wt％，乙二胺四乙酸二钠水溶液的浓度为0.1wt％，硫酸镁水溶液的浓度为0.1wt％，过氧化氢水溶液的浓度为4wt％。
[0020]优选的，步骤(4)中，所述壳聚糖与冰醋酸溶液的固液比为(1
‑
4)：(200
‑
400)，所述冰醋酸溶液的浓度为1wt％。
[0021]优选的，步骤(4)中，所述壳聚糖与磷酸溶液的固液比为(1
‑
4)：(100
‑
200)，所述磷酸溶液的浓度为20wt％。
[0022]优选的，步骤(4)中，所述邻苯二胺与硫酸溶液的固液比为(1
‑
4)：(100
‑
200)，所述硫酸溶液的浓度为20wt％。
[0023]优选的，步骤(4)中，所述固液分离处理条件为离心转速8000
‑
10000r/min，离心时间10
‑
15min，所述透析处理使用的是分子截留量为1000Da的透析袋，透析时间为48
‑
72h，所述粉末与无水乙醇的质量体积比为(1
‑
3)：(100
‑
200)。
[0024]优选的，步骤(6)中，所述树脂为聚乙烯醇和环氧树脂AB胶，所述聚乙烯醇的浓度为5～10wt％，环氧树脂AB胶的质量比为(5：2)～(3：1)，所述真空负压处理的条件为0.05MPa。
[0025]优选的，步骤(7)中，所述甲醇、甲基三甲氧基硅烷和草酸的体积比为(330
‑
340)：(65
‑
70)：(34
‑
37)，氨水与去离子水的体积比为(12
‑
16)：(3
‑
9)。
[0026]优选的，步骤(8)中，所述湿凝胶与甲醇的固液比为(1
‑
2)：(10
‑
25)。
[0027]本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超疏水紫外阻挡型荧光透明木材的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：(1)将木材样品纵切成适当厚度，在70
‑
90℃条件下干燥10h至绝干状态，备用；(2)将氢氧化钠与乙二胺四乙酸二钠以及去离子水混合并搅拌均匀制备成部分脱木素水溶液，将步骤(1)干燥后的木材样品浸泡在溶液中，在70
‑
80℃中预处理10
‑
20min，随后加入硫酸镁和过氧化氢并进一步在70
‑
80℃加热3
‑
6h进行部分脱木素处理，直至木材样品呈现白色；(3)将步骤(2)中经过部分脱木素处理的木材样品取出，用去离子水冲洗以去除残留化学物，接着储存在无水乙醇中进行脱水处理，获得部分脱木素木模板；(4)称取壳聚糖加入冰醋酸溶液中混合均匀，置于衬有聚四氟乙烯的反应釜中，并在烘箱中170
‑
190℃加热11
‑
12h，将反应釜中的混合溶液取出置于离心机中进行固液分离处理，并将离心所得的上清液通过滤膜过滤以去除不溶性物质，之后用透析袋对过滤后的溶液进行透析处理，得到的透析液冷冻干燥处理得到粉末，并重新溶解于无水乙醇中，制得具有蓝色荧光的碳量子点浸渍液A；称取壳聚糖加入磷酸中分散均匀，置于衬有聚四氟乙烯的反应釜中，并在烘箱中170
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190℃加热6
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8h，将反应釜中的混合溶液通过滤膜过滤以去除不溶性物质，将过滤所得的溶液透析处理，得到的透析液冷冻干燥处理得到粉末，并重新溶解于无水乙醇中，制得具有黄色荧光的碳量子点浸渍液B；称取邻苯二胺加入硫酸中混合均匀，置于衬有聚四氟乙烯的反应釜中，并在烘箱中180
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220℃加热4
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6h，将反应釜中的混合溶液通过滤膜过滤以去除不溶性物质，将过滤所得的溶液透析处理，得到的透析液冷冻干燥处理得到粉末，并重新溶解于无水乙醇中，制得具有红色荧光的碳量子点浸渍液C；(5)将步骤(3)制得的部分脱木素木模板分别浸渍于步骤(4)中制备的碳量子点浸渍液A、碳量子点浸渍液B和碳量子点浸渍液C中，并置于真空干燥箱中浸渍0.5
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1.5h；(6)取出步骤(5)中制得的浸渍有碳量子点浸渍液的部分脱木素木模板，重新浸渍于树脂中，并进行真空负压处理，将浸渍后的木材取出置于60
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80℃烘箱中固化干燥得到多色荧光透明木材；(7)将甲醇、甲基三甲氧基硅烷和草酸混合并搅拌均匀，逐滴加入氨水和去离子水，继续搅拌均匀后，室温下静置36
‑
48h，制得湿凝胶；(8)将步骤(7)制得的湿凝胶分散于甲醇溶液中，通过喷枪将分散液喷涂于荧光透明木材表面后，将荧光透明木材置于60
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70℃烘箱中干燥得到超疏水紫外阻挡型荧光透明木材。2.根据权利要求1所述的一种超疏水紫外阻挡型...

【专利技术属性】
技术研发人员：张明，周凝宇，
申请(专利权)人：北华大学，
类型：发明
国别省市：