CN105017555B - 一种纤维素气凝胶及其杂化气凝胶的制备方法 - Google Patents
一种纤维素气凝胶及其杂化气凝胶的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105017555B CN105017555B CN201410177606.2A CN201410177606A CN105017555B CN 105017555 B CN105017555 B CN 105017555B CN 201410177606 A CN201410177606 A CN 201410177606A CN 105017555 B CN105017555 B CN 105017555B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cellulose
- solution
- gel
- solvent
- ketone
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
- Colloid Chemistry (AREA)
- Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
Abstract
本发明公开了一种低成本、绿色的纤维素气凝胶及其杂化气凝胶的制备方法。包括如下步骤：将纤维素溶解于氯化锌水溶液中，离心脱泡，得到均匀透明的纤维素溶液；将纤维素溶液赋型后置入凝固浴中再生，并用溶剂充分洗涤，得到纤维素溶剂凝胶；用超临界二氧化碳干燥或冷冻干燥去除纤维素溶剂凝胶中的溶剂，得到纤维素气凝胶。纤维素溶液中可加入功能性填料制得杂化气凝胶。采用不同的溶液成型方法可以制备出片状、纤维状和颗粒状等形状的纤维素气凝胶及其杂化气凝胶。本方法成本低廉，绿色环保，制得的气凝胶具有均匀的纳米级网状多孔结构。
Description
技术领域
本发明提供了一种将纤维素溶解于氯化锌水溶液，制备纤维素气凝胶及其杂化气凝胶的方法。
背景技术
气凝胶材料在保持凝胶三维网络结构不变的条件下，将其中的液体溶剂去除后形成的一种具有多孔网络结构的固态材料。气凝胶材料通常具有大量纳米尺寸的孔结构，赋予了材料超高的孔隙率(80-99.8％)、超高的比表面积(100-1600m2/g)、低密度以及优异的隔音隔热性能等。最早的气凝胶是在1931年由Kistler(Nature,1931,227:741)通过水解水玻璃，经过溶胶-凝胶的过程制备出的硅气凝胶。但直到20世纪70年代后期，以硅气凝胶、炭气凝胶及多组分复合的功能化气凝胶为代表的气凝胶的基础研究及应用开发才得到研究者的关注和迅速发展，并已应用在隔热保温、催化剂负载、阻隔材料、颗粒检测等领域。
纤维素气凝胶是近年发展起来的一类新型气凝胶材料。纤维素是地球上储量丰富的绿色可再生资源，纤维素气凝胶兼具可再生天然高分子及高孔隙率纳米多孔材料的诸多优点，而且相对于强度差、易碎的硅气凝胶，具有韧性好、易加工等特性，因此纤维素气凝胶成为一类应用前景广阔、极具开发价值的新材料。纤维素气凝胶一般是通过纤维素或纤维素衍生物的溶解-溶液凝胶化-凝胶干燥的技术路线制备得到的。Tan等人(Tan CB,etal.Advanced Material,2001,13:644)最早报道了纤维素衍生物气凝胶的制备。Jin等人(Jin H,et al.Colloids and Surfaces A:Physicochem.Engineering Aspects,2004,240:63)用熔融的Ca(SCN)2水合物溶解纤维素，首先制备了纯纤维素气凝胶。近年来，随着纤维素的直接溶剂的发展，更多的溶剂体系被用于纤维素气凝胶的制备，如离子液体、NaOH/尿素、NMMO/水、LiCl/DMAc等。但这些溶剂体系存在各自的不足之处，如成本高、污染重或稳定性差等。
氯化锌是一种重要的无机盐，研究发现其水溶液不仅是纤维素的直接溶剂(Xu Q,et al.Biomass and Bioenergy,1994,6:415；熊犍等.华南理工大学学报，2010,2:23；LuX,et al.Carbohydrate Polymers,2011,86:239)，也可作为纤维素衍生化的介质(KatrinT,et al.Cellulose,2010,17:161；叶代勇等.华南理工大学学报,2012,5:52)。但利用氯化锌溶解纤维素进而制备纤维素气凝胶，还未见有报道。
发明内容
本发明提供了一种将纤维素溶解于氯化锌水溶液，制备纤维素气凝胶的方法。本发明所采用的氯化锌价格低廉，易于回收，绿色环保，制备的纤维素气凝胶具有多孔网络结构，孔结构均一，具有强度高、韧性好的特性。
本发明通过如下技术方案实现：
一种制备纤维素气凝胶方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：
1)配制一定质量比的氯化锌水溶液，再加入一定量的纤维素，在一定温度下施以机械搅拌或机械捏合，经离心脱泡后制得透明均匀的纤维素溶液；随后把得到的纤维素溶液置入不同形状的模具中定型或挤出成型或滴入凝固浴中成型；
2)将上述赋型后的纤维素溶液在一定温度的凝固浴中凝固再生，形成一定形状的纤维素凝胶，再用纯水、有机溶剂(如无水醇类或无水酮类溶剂)充分洗涤，将纤维素凝胶中的氯化锌完全去除，得到对应的纤维素水凝胶、纤维素有机溶剂凝胶(如纤维素醇凝胶或纤维素酮凝胶)；
3)用超临界干燥技术或冷冻干燥技术对上述纤维素水凝胶、纤维素有机溶剂凝胶(如纤维素醇凝胶或纤维素酮凝胶)进行干燥处理，得到具有多孔结构的纤维素气凝胶。
本发明还提供一种制备功能性的纤维素杂化气凝胶的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)配制一定质量比的氯化锌水溶液，再加入一定量的纤维素，在一定温度下施以机械搅拌或机械捏合，经离心脱泡后制得透明均匀的纤维素溶液；在所述纤维素溶液中加入不同尺寸及形态的填料，随后把得到的带有填料的纤维素溶液置入不同形状的模具中定型或挤出成型或滴入凝固浴中成型；
2)将上述赋型后的纤维素溶液在一定温度的凝固浴中凝固再生，形成一定形状的纤维素凝胶，再用纯水、有机溶剂(如无水醇类或无水酮类溶剂)充分洗涤，将纤维素凝胶中的氯化锌完全去除，得到对应的纤维素水凝胶、纤维素有机溶剂凝胶(如纤维素醇凝胶或纤维素酮凝胶)；
3)用超临界干燥技术或冷冻干燥技术对上述纤维素水凝胶、纤维素有机溶剂凝胶(如纤维素醇凝胶或纤维素酮凝胶)进行干燥处理，得到具有多孔结构的纤维素杂化气凝胶。
本发明中，所述步骤1)中制备纤维素溶液所用的纤维素原料为下述纤维素中的一种或多种：微晶纤维素、棉浆粕、木浆粕、竹浆粕、或各类植物秸秆中制得的纤维素等。所述纤维素聚合度在150～2000之间。
本发明中，溶解纤维素所用的氯化锌水溶液的浓度为质量比50％～80％，在20～100℃，优选40～90℃的条件下溶解纤维素。可借助公知的机械搅拌、微波、超声或螺杆挤出的方法加速纤维素的分散和溶解，脱泡后制得透明均匀的纤维素溶液。所述纤维素溶液中纤维素与氯化锌水溶液的质量比为0.5～10:100，优选1～8:100，更优选1～6:100。
本发明中，步骤2)所述的纤维素凝胶的形成过程具体为：将赋型的纤维素溶液置入一定温度的凝固浴中凝固再生，可放置0.5～24h至溶液完全凝固，得到一定形状的纤维素凝胶。
优选地，放置时间可以为1～20小时，更优选为2～18小时，或者5～15小时。
所用凝固浴为水、醇类溶剂、酮类溶剂或它们的混合溶剂。所用醇类溶剂优选无水甲醇、无水乙醇，所用酮类溶剂优选丙酮。所述混合溶剂包括醇/水溶液、酮/水溶液或醇/酮溶液，其中醇/水溶液、酮/水溶液或醇/酮溶液的质量浓度为5～100％，优选10～80％，更优选20～60％。所述凝固浴的一定温度为0～50℃，优选10～40℃。
本发明中，纤维素溶液凝固后得到的纤维素凝胶进一步用水、有机溶剂(如醇类溶剂、酮类溶剂)充分洗涤，将其中的氯化锌完全去除，得到纤维素水凝胶、纤维素有机溶剂凝胶(如纤维素醇凝胶或纤维素酮凝胶)。
本发明中，步骤3)所述的干燥方法为超临界干燥或冷冻干燥。优选地，步骤2)制得的纤维素有机溶剂凝胶(如纤维素醇凝胶或纤维素酮凝胶)，可使用超临界二氧化碳干燥法干燥，制得纤维素气凝胶。步骤2)制得的纤维素水凝胶，可使用冷冻干燥法干燥，制得纤维素气凝胶。还可以将纤维素水凝胶用有机溶剂(如无水醇类溶剂或无水酮类溶剂)置换为纤维素有机溶剂凝胶(如纤维素醇凝胶或纤维素酮凝胶)后，用超临界干燥法干燥，制得纤维素气凝胶。
根据本发明，所述填料可以为下列中一种或多种：微米尺寸的碳黑、玻璃微珠、云母等，纳米尺寸的纳米蒙脱土、纳米凹凸棒土、碳纳米管、碳纳米纤维、纳米二氧化钛、纳米晶须、纳米磷灰石等。
在纤维素溶液中，加入的填料质量为纤维素质量的0.1～50％，优选为1～40％，更优选为5～30％，还可以为10～20％。
本发明中，功能性的纤维素杂化气凝胶的制备方法与纤维素气凝胶非常相像，只是在步骤1)的纤维素溶液中增加加入填料的步骤。
而功能性的纤维素杂化气凝胶可以提高气凝胶材料的力学强度，尺寸稳定性，热稳定性等。
本发明中，纤维素气凝胶的密度为0.03～0.5g/cm3，比表面积大于100m2/g，具有孔径小于100nm、且大小均一的孔结构。
本发明中，在纤维素凝固再生时，改变纤维素溶液的成型方法，可以得到不同形态的纤维素凝胶。例如，将纤维素溶液置入不同尺寸的模具中凝固再生，可以得到不同厚度(例如1～10mm)和大小(例如1～10cm边长)的块状凝胶；将纤维素溶液通过不同孔径的模口挤出后凝固再生，可以得到片状或不同直径(例如0.1～1mm)的棒状或纤维状凝胶；将纤维素溶液滴加进凝固浴再生，可以得到不同粒径的球状凝胶。并进而得到对应形状的纤维素气凝胶。
本发明提供的将纤维素溶解于氯化锌水溶液，制备纤维素气凝胶及其杂化气凝胶的方法，制得的纤维素气凝胶具有低密度、低热导率、高比表面积、高孔隙率等特点。其密度为0.03～0.5g/cm3，比表面积大于100m2/g，具有孔径小于100nm、且大小均一的孔结构。
本发明制备的气凝胶具有以下有益效果：
1)所制得的纤维素气凝胶及其杂化气凝胶具有一般气凝胶材料的特性，并且形态多样。
2)所用的纤维素原材料为绿色材料，来源广泛，环境友好，可生物降解。
3)所用氯化锌价格低廉，水、醇类或酮类溶剂可回收再利用，对环境无污染。
4)制备过程工艺简单、可控、安全，易于实现工业化生产。
附图说明
图1为实施例1制备的纤维素气凝胶的照片及结构形态。
图2为实施例2制备的纤维素/MMT气凝胶的图片及结构形态。
具体实施方式
下面给出一些具体实施例对本发明的方法及内容进行说明，但本发明并不局限于此。本领域技术人员知晓，任何在本发明基础上做出的改进和变化，都在本发明的保护范围之内。
实施例中所述方法，如无特殊说明，均为常规实验方法。所用溶剂和材料，均可从商业途径获得。
实施例1、制备纤维素气凝胶
配制65％的氯化锌水溶液100g，加入2g微晶纤维素，在油浴中升温到60℃，施加机械搅拌，离心脱泡，得到透明均匀的纤维素溶液。把纤维素溶液倒入模具中定型。将样品放入50％乙醇/水溶液中，放置12h后取出，纤维素凝固再生为纤维素凝胶。用乙醇多次洗涤，得到纤维素醇凝胶。经超临界二氧化碳干燥技术去除乙醇，得到块状纤维素气凝胶。制备的纤维素气凝胶及其结构如图1所示。该气凝胶样品厚度约为5mm，密度为0.15g/cm3，孔径为纳米级，应变为20％时的抗压强度为2.07MPa。
实施例2、制备纤维素/纳米蒙脱土气凝胶
配制70％的氯化锌水溶液100g，加入2g微晶纤维素，再加入0.1g纳米蒙脱土，在油浴中升温到60℃，施加机械搅拌，离心脱泡，得到均匀的纤维素杂化溶液。把纤维素溶液倒入模具中定型。将样品放入50％乙醇/水溶液中，放置12h后取出，得到纤维素杂化凝胶。用乙醇多次洗涤，得到纤维素杂化醇凝胶。经超临界二氧化碳干燥技术去除乙醇，得到块状纤维素/纳米蒙脱土气凝胶。制备的纤维素/纳米蒙脱土气凝胶及其结构如图2所示。该气凝胶样品厚度约为5mm，密度约为0.18g/cm3，孔径为纳米级，应变为20％时的抗压强度为4.93MPa，具有很好的强度。
实施例3、制备纤维素气凝胶
配制50％的氯化锌水溶液100g，加入1g微晶纤维素，在油浴中升温到40℃，施加机械搅拌，离心脱泡，得到透明均匀的纤维素溶液。把纤维素溶液倒入模具中定型。将样品放入水中，放置6h后取出，纤维素凝固再生为纤维素凝胶。用水多次洗涤，得到纤维素水凝胶。经冷冻干燥干燥技术去除水，得到块状纤维素气凝胶。该气凝胶样品厚度约为5mm，密度约为0.1g/cm3。
实施例4、制备纤维素气凝胶
配制65％的氯化锌水溶液100g，加入1g棉浆粕纤维素，在油浴中升温到60℃，施加机械捏合，离心脱泡，得到透明均匀的纤维素溶液。把纤维素溶液倒入模具中定型。将样品放入水中，放置12h后取出，纤维素凝固再生为纤维素凝胶。用乙醇多次洗涤，得到纤维素醇凝胶。经超临界二氧化碳干燥技术去除乙醇，得到块状纤维素气凝胶。该气凝胶样品厚度约为4mm，密度约为0.08g/cm3。
实施例5、制备纤维素/纳米凹凸棒土气凝胶
配制70％的氯化锌水溶液100g，加入2g微晶纤维素，再加入0.2g纳米凹凸棒土，在油浴中升温到50℃，施加机械搅拌，离心脱泡，得到均匀的纤维素杂化溶液。把纤维素溶液倒入模具中定型。将样品放入25％丙酮/水溶液中，放置6h后取出，得到纤维素杂化凝胶。用丙酮多次洗涤，得到纤维素杂化酮凝胶。经超临界二氧化碳干燥技术去除丙酮，得到块状纤维素/纳米凹凸棒土气凝胶。该气凝胶样品厚度约为5mm，密度约为0.24g/cm3。
实施例6、制备纤维素气凝胶
配制75％的氯化锌水溶液100g，加入3g棉浆粕纤维素，在油浴中升温到80℃，施加机械捏合，离心脱泡，得到透明均匀的纤维素溶液。把纤维素溶液经不同口径的模口挤出成型到乙醇中，得到纤维状纤维素凝胶。用乙醇多次洗涤，得到纤维素醇凝胶。经超临界二氧化碳干燥技术去除乙醇，得到纤维状纤维素气凝胶。制得的纤维素气凝胶纤维直径均一，具有一定的韧性，密度约为0.29g/cm3。
实施例7、制备纤维素/玻璃微珠气凝胶
配制80％的氯化锌水溶液100g，加入1g微晶纤维素，再加入0.1g玻璃微珠，在油浴中升温到50℃，施加机械搅拌，离心脱泡，得到均匀的纤维素杂化溶液。把纤维素溶液倒入模具中定型。将样品放入75％乙醇/水溶液中，放置4h后取出，得到纤维素杂化凝胶。用乙醇多次洗涤，得到纤维素杂化醇凝胶。经超临界二氧化碳干燥技术去除乙醇，得到块状纤维素/玻璃微珠气凝胶。制备的纤维素/玻璃微珠气凝胶外观尺寸稳定，表面平整。该气凝胶样品厚度约为4mm，密度约为0.15g/cm3。
实施例8、制备纤维素气凝胶
配制65％的氯化锌水溶液100g，加入5g微晶纤维素，在油浴中升温到60℃，施加机械搅拌，离心脱泡，得到透明均匀的纤维素溶液。把纤维素溶液倒入模具中定型。将样品放入50％甲醇/水溶液中，放置6h后取出，纤维素凝固再生为纤维素凝胶。用甲醇多次洗涤，得到纤维素醇凝胶。经超临界二氧化碳干燥技术去除甲醇，得到块状纤维素气凝胶。该气凝胶样品厚度约为6mm，密度约为0.47g/cm3。
实施例9、制备纤维素气凝胶
配制65％的氯化锌水溶液100g，加入1g木浆粕纤维素，在油浴中升温到80℃，施加机械捏合，离心脱泡，得到透明均匀的纤维素溶液。把纤维素溶液倒入模具中定型。将样品放入25％乙醇/丙酮溶液中，放置24h后取出，纤维素凝固再生为纤维素凝胶。用乙醇多次洗涤，得到的纤维素醇凝胶。经超临界二氧化碳干燥技术去除乙醇，得到块状纤维素气凝胶。该气凝胶样品厚度约为6mm，密度约为0.14g/cm3。
实施例10、制备纤维素/纳米蒙脱土气凝胶
配制65％的氯化锌水溶液100g，加入0.5g微晶纤维素，再加入0.25g纳米蒙脱土，在油浴中升温到50℃，施加机械搅拌，离心脱泡，得到均匀的纤维素杂化溶液。把纤维素溶液倒入模具中定型。将样品放入水中，放置6h后取出，得到纤维素杂化凝胶。用乙醇多次洗涤，得到的纤维素杂化醇凝胶。经超临界二氧化碳干燥技术去除乙醇，得到块状纤维素/纳米蒙脱土气凝胶。制得的气凝胶外观平整，具有一定力学强度。该气凝胶样品厚度约为5mm，密度约为0.12g/cm3。
实施例11、制备纤维素气凝胶
配制70％例的氯化锌水溶液100g，加入2g棉浆粕纤维素，在油浴中升温到80℃，施加机械捏合，离心脱泡，得到透明均匀的纤维素溶液。把纤维素溶液倒入模具中定型。将样品放入50％甲醇/水溶液中，放置8h后取出，纤维素凝固再生为纤维素凝胶。用甲醇多次洗涤，得到的纤维素醇凝胶。经超临界二氧化碳干燥技术去除甲醇，得到块状纤维素气凝胶。该气凝胶样品厚度约为5mm，密度约为0.23g/cm3。
实施例12、制备纤维素气凝胶
配制70％的氯化锌水溶液100g，加入2g微晶纤维素，在油浴中升温到60℃，施加机械搅拌，离心脱泡，得到透明均匀的纤维素溶液。把纤维素溶液倒入模具中定型。将样品放入水中，放置6h后取出，纤维素凝固再生为纤维素凝胶。用丙酮多次洗涤，得到的纤维素酮凝胶。经超临界二氧化碳干燥技术去除丙酮，得到块状纤维素气凝胶。该气凝胶样品厚度约为4mm，密度约为0.16g/cm3。
Claims (31)
1.一种制备纤维素气凝胶方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：
1)配制一定质量比的氯化锌水溶液，再加入一定量的纤维素，在一定温度下施以机械搅拌或机械捏合，经离心脱泡后制得透明均匀的纤维素溶液；随后把得到的纤维素溶液置入不同形状的模具中定型或挤出成型或滴入凝固浴中成型；
2)将上述赋型后的纤维素溶液在一定温度的凝固浴中凝固再生，形成一定形状的纤维素凝胶，再用纯水、有机溶剂充分洗涤，将纤维素凝胶中的氯化锌完全去除，得到对应的纤维素水凝胶、纤维素有机溶剂凝胶；
其中，所述凝固浴为水、醇类溶剂、酮类溶剂或它们的混合溶剂；
3)用超临界干燥技术或冷冻干燥技术对上述纤维素水凝胶、纤维素有机溶剂凝胶进行干燥处理，得到具有多孔结构的纤维素气凝胶。
2.一种制备功能性的纤维素杂化气凝胶的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)配制一定质量比的氯化锌水溶液，再加入一定量的纤维素，在一定温度下施以机械搅拌或机械捏合，经离心脱泡后制得透明均匀的纤维素溶液；在所述纤维素溶液中加入不同尺寸及形态的填料，随后把得到的带有填料的纤维素溶液置入不同形状的模具中定型或挤出成型或滴入凝固浴中成型；
2)将上述赋型后的纤维素溶液在一定温度的凝固浴中凝固再生，形成一定形状的纤维素凝胶，再用纯水、有机溶剂充分洗涤，将纤维素凝胶中的氯化锌完全去除，得到对应的纤维素水凝胶、纤维素有机溶剂凝胶；
其中，所述凝固浴为水、醇类溶剂、酮类溶剂或它们的混合溶剂；
3)用超临界干燥技术或冷冻干燥技术对上述纤维素水凝胶、纤维素有机溶剂凝胶进行干燥处理，得到具有多孔结构的纤维素杂化气凝胶。
3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，所述有机溶剂选自无水醇类或无水酮类溶剂；所述纤维素有机溶剂凝胶选自纤维素醇凝胶或纤维素酮凝胶。
4.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，所述步骤1)中制备纤维素溶液所用的纤维素原料为下述纤维素中的一种或多种：微晶纤维素、棉浆粕、木浆粕、竹浆粕、或各类植物秸秆中制得的纤维素；所述纤维素聚合度在150～2000之间。
5.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，溶解纤维素所用的氯化锌水溶液的浓度为质量比50％～80％，在20～100℃的条件下溶解纤维素。
6.根据权利要求5的方法，其特征在于，在40～90℃的条件下溶解纤维素。
7.根据权利要求5的方法，其特征在于，通过机械搅拌、微波、超声或螺杆挤出的方法加速纤维素的分散和溶解，脱泡后制得透明均匀的纤维素溶液。
8.根据权利要求5的方法，其特征在于，所述纤维素溶液中纤维素与氯化锌水溶液的质量比为0.5～10:100。
9.根据权利要求8的方法，其特征在于，所述纤维素溶液中纤维素与氯化锌水溶液的质量比为1～8:100。
10.根据权利要求9的方法，其特征在于，所述纤维素溶液中纤维素与氯化锌水溶液的质量比为1～6:100。
11.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，所述步骤2)所述的纤维素凝胶的形成过程具体为：将赋型的纤维素溶液置入一定温度的凝固浴中凝固再生，放置0.5～24h至溶液完全凝固，得到一定形状的纤维素凝胶。
12.根据权利要求11的方法，其特征在于，放置时间为1～20小时。
13.根据权利要求12的方法，其特征在于，放置时间为2～18小时。
14.根据权利要求12的方法，其特征在于，放置时间为5～15小时。
15.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，所用醇类溶剂选自无水甲醇、无水乙醇，所用酮类溶剂选自丙酮。
16.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，所述混合溶剂包括醇/水溶液、酮/水溶液或醇/酮溶液，其中醇/水溶液、酮/水溶液或醇/酮溶液的质量浓度为5～100％。
17.根据权利要求16的方法，其特征在于，醇/水溶液、酮/水溶液或醇/酮溶液的质量浓度为10～80％。
18.根据权利要求17的方法，其特征在于，醇/水溶液、酮/水溶液或醇/酮溶液的质量浓度为20～60％。
19.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，所述凝固浴的一定温度为0～50℃。
20.根据权利要求19的方法，其特征在于，所述凝固浴的一定温度为10～40℃。
21.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，凝固浴得到的纤维素凝胶进一步用水、有机溶剂充分洗涤，将其中的氯化锌完全去除，得到纤维素水凝胶、纤维素醇凝胶或纤维素酮凝胶。
22.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，步骤3)所述的干燥方法为超临界干燥或冷冻干燥。
23.根据权利要求22的方法，其特征在于，步骤2)制得的纤维素有机溶剂凝胶，使用超临界二氧化碳干燥法干燥，制得纤维素气凝胶。
24.根据权利要求22的方法，其特征在于，步骤2)制得的纤维素水凝胶，使用冷冻干燥法干燥，制得纤维素气凝胶。
25.根据权利要求22的方法，其特征在于，将纤维素水凝胶用无水醇类溶剂或无水酮类溶剂置换为纤维素醇凝胶或纤维素酮凝胶后，用超临界干燥法干燥，制得纤维素气凝胶。
26.根据权利要求2的方法，其特征在于，所述填料选自下述一种或多种：微米尺寸的碳黑、玻璃微珠、云母，纳米尺寸的纳米蒙脱土、纳米凹凸棒土、碳纳米管、碳纳米纤维、纳米二氧化钛、纳米晶须、纳米磷灰石。
27.根据权利要求2或26的方法，其特征在于，在纤维素溶液中，加入的填料质量为纤维素质量的0.1～50％。
28.根据权利要求27的方法，其特征在于，在纤维素溶液中，加入的填料质量为纤维素质量的1～40％。
29.根据权利要求28的方法，其特征在于，在纤维素溶液中，加入的填料质量为纤维素质量的5～30％。
30.根据权利要求29的方法，其特征在于，在纤维素溶液中，加入的填料质量为纤维素质量的10～20％。
31.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，纤维素气凝胶的密度为0.03～0.5g/cm3，比表面积大于100m2/g，具有孔径小于100nm、且大小均一的孔结构。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410177606.2A CN105017555B (zh) | 2014-04-29 | 2014-04-29 | 一种纤维素气凝胶及其杂化气凝胶的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410177606.2A CN105017555B (zh) | 2014-04-29 | 2014-04-29 | 一种纤维素气凝胶及其杂化气凝胶的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105017555A CN105017555A (zh) | 2015-11-04 |
| CN105017555B true CN105017555B (zh) | 2018-10-02 |
Family
ID=54407888
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410177606.2A Active CN105017555B (zh) | 2014-04-29 | 2014-04-29 | 一种纤维素气凝胶及其杂化气凝胶的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105017555B (zh) |
Families Citing this family (38)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105694111B (zh) * | 2016-04-12 | 2018-06-19 | 安阳华森纸业有限责任公司 | 一种纤维素蒙脱土复合水凝胶的制备方法 |
| CN105907334A (zh) * | 2016-06-01 | 2016-08-31 | 安阳华森纸业有限责任公司 | 氧化淀粉纤维素复合粘合剂的制备方法 |
| CN105970325B (zh) * | 2016-06-24 | 2019-01-22 | 东华大学 | 一种连续纤维素气凝胶纤维及其制备方法 |
| CN106012501B (zh) * | 2016-06-24 | 2019-03-29 | 东华大学 | 一种后负载碳纳米材料制备连续纤维素/碳纳米材料气凝胶纤维的方法 |
| CN106111195B (zh) * | 2016-06-24 | 2019-06-25 | 东华大学 | 一种连续纤维素-纳米金属复合气凝胶纤维的制备方法 |
| CN106012071B (zh) * | 2016-06-24 | 2019-01-22 | 东华大学 | 具有光催化性能的连续纤维素/TiO2气凝胶纤维的制备方法 |
| CN105970326B (zh) * | 2016-06-24 | 2019-01-22 | 东华大学 | 一种连续中空纤维素气凝胶纤维的制备方法 |
| CN105970613B (zh) * | 2016-06-24 | 2019-01-22 | 东华大学 | 一种后负载纳米金属制备具有催化性能的连续纤维素/纳米金属气凝胶纤维的制备方法 |
| CN106243365B (zh) * | 2016-07-29 | 2019-04-05 | 中国人民武装警察部队福州指挥学院 | 一种CNFs、CPFD纳米杂化气凝胶的制备方法及其应用 |
| CN108063279B (zh) * | 2016-11-07 | 2020-08-21 | 中国科学院化学研究所 | 一种纤维素基凝胶聚合物电解质及其制备方法和含该电解质的锂离子电池 |
| CN108285556B (zh) * | 2017-01-17 | 2020-09-15 | 武汉锐致科技有限公司 | 一种植物多糖气凝胶吸音降噪材料及制备方法 |
| CN107254068B (zh) * | 2017-04-20 | 2019-10-29 | 广东工业大学 | 一种具有水传感功能的碳纳米管柔性导电气凝胶及其制备方法 |
| CN107325318A (zh) * | 2017-07-03 | 2017-11-07 | 马鞍山瑞美塑业有限公司 | 一种应用在家用电器外壳上的高强度可再生生物塑料 |
| CN107376880B (zh) * | 2017-07-27 | 2019-11-15 | 浙江理工大学 | 一种用于吸附重金属离子的纤维素基三维多孔zif-8/气凝胶及其制备方法 |
| CN109988339A (zh) * | 2018-01-03 | 2019-07-09 | 天津城建大学 | 具有介孔和微孔的网状碳纳米管-蒙脱土复合气凝胶材料及其制备方法 |
| CN108465456B (zh) * | 2018-01-19 | 2020-09-22 | 济南大学 | 一种光催化二氧化钛氧化石墨烯秸秆复合吸附剂及其制备方法和应用 |
| CN108690223A (zh) * | 2018-04-26 | 2018-10-23 | 浙江理工大学 | 一种层状双金属氢氧化物/纤维素多孔复合材料及其制备方法 |
| CN110724301A (zh) * | 2018-07-16 | 2020-01-24 | 中国林业科学研究院木材工业研究所 | 一种双向梯度制备纤维素基气凝胶的方法 |
| CN109282513B (zh) * | 2018-07-19 | 2021-02-02 | 兰州理工大学 | 凹凸棒基光热转化膜及其制备方法和应用 |
| CN109134890B (zh) * | 2018-09-11 | 2021-07-02 | 安徽工程大学 | 一种纤维素微球载体的制备方法及应用 |
| CN109232919A (zh) * | 2018-09-11 | 2019-01-18 | 淮阴工学院 | 一种丝素-凹土复合气凝胶的制备方法 |
| CN109721760A (zh) * | 2018-12-27 | 2019-05-07 | 南京工业大学 | 一种聚合物气凝胶的制备方法 |
| CN109607509B (zh) * | 2019-01-11 | 2022-04-01 | 四川大学 | 一种高电磁屏蔽效能全生物质基碳气凝胶的制备方法 |
| CN112094439A (zh) * | 2019-06-18 | 2020-12-18 | 中国科学技术大学 | 一种纳米纤维素-云母片复合板材及其制备方法 |
| CN110591161A (zh) * | 2019-09-17 | 2019-12-20 | 南京工业大学 | 一种纤维素-凹凸棒土复合气凝胶的制备方法 |
| CN110665442B (zh) * | 2019-09-27 | 2022-02-22 | 北京林业大学 | 一种复合活性炭气凝胶及其制备方法与应用 |
| CN110756129B (zh) * | 2019-11-01 | 2022-01-28 | 南京林业大学 | 一种制备纳米纤维气凝胶复合材料的方法 |
| CN111269455A (zh) * | 2020-04-15 | 2020-06-12 | 新乡化纤股份有限公司 | 一种新型纤维素气凝胶的制备方法 |
| CN111607106A (zh) * | 2020-05-21 | 2020-09-01 | 浙江理工大学 | 一种纤维素的溶解及其再生纤维素的制备方法 |
| CN111710537B (zh) * | 2020-06-15 | 2021-12-03 | 浙江理工大学 | 一种具有高电容性能的纤维素基水凝胶的制备方法 |
| CN111740091B (zh) * | 2020-07-08 | 2022-05-17 | 中国科学院山西煤炭化学研究所 | 一种锂硫电池正极用碳气凝胶@硫复合材料及其制备方法 |
| CN112142918B (zh) * | 2020-09-25 | 2021-09-28 | 西北大学 | 一种纤维素基导电水凝胶的制备方法 |
| WO2022120712A1 (zh) * | 2020-12-10 | 2022-06-16 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 一种尺寸可控的气凝胶球及其制备方法和应用 |
| CN112625429B (zh) * | 2020-12-16 | 2022-06-03 | 杭州联和工具制造有限公司 | 一种低色差加纤尼龙及其成型工艺 |
| CN112624085B (zh) * | 2020-12-28 | 2022-02-15 | 宿迁市美达净化科技有限公司 | 一种纤维素基的全碳气凝胶的制备方法 |
| CN114011345B (zh) * | 2021-11-12 | 2024-05-28 | 清远高新华园科技协同创新研究院有限公司 | 一种纳米纤维素气凝胶及其制备方法与应用 |
| CN114479165B (zh) * | 2022-02-28 | 2023-10-24 | 苏州大学 | 蒙脱土微球和再生纤维素制备复合气凝胶的方法 |
| CN114874504A (zh) * | 2022-04-19 | 2022-08-09 | 上海大学 | 一种以木材废料为原料的轻质、隔热的多糖基复合气凝胶及其制备方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102432912A (zh) * | 2011-08-19 | 2012-05-02 | 江南大学 | 纤维素/金属氧化物复合气凝胶的制备方法 |
| CN103205015A (zh) * | 2012-01-17 | 2013-07-17 | 中国科学院化学研究所 | 一种透明、柔性的纤维素气凝胶及其制备方法 |
-
2014
- 2014-04-29 CN CN201410177606.2A patent/CN105017555B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102432912A (zh) * | 2011-08-19 | 2012-05-02 | 江南大学 | 纤维素/金属氧化物复合气凝胶的制备方法 |
| CN103205015A (zh) * | 2012-01-17 | 2013-07-17 | 中国科学院化学研究所 | 一种透明、柔性的纤维素气凝胶及其制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Solvents Applied in the Field of Cellulose Chemistry - A Mini Review;Thomas Heinze et al.;《Polímeros: Ciência e Tecnologia》;20051231;第84-90页 * |
| 纤维素在ZnCl2水溶液中的溶解性能及再生结构;熊犍等;《华南理工大学学报(自然科学版)》;20100228;第23-27页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105017555A (zh) | 2015-11-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105017555B (zh) | 一种纤维素气凝胶及其杂化气凝胶的制备方法 | |
| Pandey et al. | Fabrication and applications of cellulose nanoparticle‐based polymer composites | |
| Yang et al. | Timesaving, high-efficiency approaches to fabricate aramid nanofibers | |
| Wang et al. | The advances of polysaccharide-based aerogels: Preparation and potential application | |
| Xie et al. | From monomers to a lasagna-like aerogel monolith: an assembling strategy for aramid nanofibers | |
| Hu et al. | Proton donor-regulated mechanically robust aramid nanofiber aerogel membranes for high-temperature thermal insulation | |
| Mi et al. | Flexible and transparent cellulose aerogels with uniform nanoporous structure by a controlled regeneration process | |
| Liao et al. | On controlling aerogel microstructure by freeze casting | |
| CN103205015B (zh) | 一种透明、柔性的纤维素气凝胶及其制备方法 | |
| Li et al. | Primarily industrialized trial of novel fibers spun from cellulose dope in NaOH/urea aqueous solution | |
| CN103709435B (zh) | 一种轻质高强纤维素气凝胶的制备方法 | |
| Spender et al. | Method for production of polymer and carbon nanofibers from water-soluble polymers | |
| Gupta et al. | Ice-templated porous nanocellulose-based materials: Current progress and opportunities for materials engineering | |
| CN102344685A (zh) | 一种制备纳米纤维素微纤增强聚合物复合材料的方法 | |
| WO2009099166A1 (ja) | 固体成分として再生セルロース及び合成高分子を有する複合材料及びその製造方法 | |
| CN102417606A (zh) | 一种甲壳素气凝胶的制备方法 | |
| CN105543995B (zh) | 一种聚丙烯腈有机气凝胶纤维材料及其制备方法和应用 | |
| CN104558677A (zh) | 一种纳米纤维素/壳聚糖复合泡沫的制备方法 | |
| Liu et al. | Phase assembly-induced transition of three dimensional nanofibril-to sheet-networks in porous cellulose with tunable properties | |
| Ahmadzadeh et al. | Structural and mechanical properties of clay nanocomposite foams based on cellulose for the food‐packaging industry | |
| CN105463620A (zh) | 一种石墨烯/聚对苯二甲酸乙二酯复合纤维及其制备方法 | |
| CN105754133A (zh) | 一种纳米纤维素基生物气凝胶及其制备方法和应用 | |
| Bartoli et al. | Shape tunability of carbonized cellulose nanocrystals | |
| Tu et al. | Green and economical strategy for spinning robust cellulose filaments | |
| JP5155676B2 (ja) | 竹繊維成形物及び竹繊維成形物炭化処理材 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |