本發明涉及溫敏材料技術領域,具體涉及一種介孔碳納米管復合纖維素溫敏吸附材料的制備方法。
背景技術:
在過去的十多年,多孔納米材料在藥物制劑方面的發展引起了許多科研人員的興趣。由于纖維素的生物相容性以及易降解,將納米纖維素應用于藥劑學、納米藥物、生物技術等方面也逐漸成為熱點。由于納米纖維素的制備方法、表面修飾以及來源的不同,產生了多種不同類型的納米纖維素,其中棒狀-納米纖維素顆粒被稱作纖維素納米纖絲或者納米晶體。納米纖維素主要是以水凝膠或者含水量很高的懸浮液的形式存在,固體的多孔納米纖維素氣凝膠可以通過冷凍干燥或者超臨界干燥得到。將介孔材料與纖維素結合得到的復合材料也成為許多研究者的熱點,首先,纖維素無毒無害,二氧化硅具有高熔點、無毒、高穩定性等特殊性質,將兩者結合作為藥物的輔料是具有一定的可行性。
張凈《纖維素基雜化材料的制備及其溫敏性能研究》一文中通過濃硫酸預處理法得到納米纖維素懸浮液,利用靜電吸附法制備出了高比表面積的納米纖維素-二氧化硅雜化材料,并利用原子轉移自由基反應制備出了具有溫敏效應的納米纖維素溫敏材料,對樣品的緩釋性能進行探究,證實了納米纖維素溫敏材料具有良好的緩釋性能,但是在某些機械性能如韌性較差,這使這些溫敏材料的應用受到很大限制。
技術實現要素:
本發明目的就是為了彌補已有技術的缺陷,提供一種介孔碳納米管復合纖維素溫敏吸附材料的制備方法,制備工藝簡單,制備出的材料機械性能優良,具備一定的吸附性。
本發明是通過以下技術方案實現的:
一種介孔碳納米管復合纖維素溫敏吸附材料的制備方法,包括以下步驟:
(1)將20-30重量份的碳納米管加入1-2重量份溴化鈉和80-100重量份水混合,加入容器中60-90℃反應2-4小時,加入1-2重量份十六烷基三甲基溴化銨加熱至60-70℃反應2-8小時后,過濾洗滌干燥后,待用;
(2)將5-10重量份纖維素依次加入100-150重量份水與10-15重量份淀粉進行攪拌后靜置1-12小時后,加入0.5-1.5重量份烷基酚聚氧乙烯醚,2-10重量份丙烯酰胺,低溫超聲分散后,磁力攪拌1-12小時后,20-30℃,放置2-3天,待用;
(3)將步驟(2)所得溶液水浴加熱35-55℃,邊攪拌邊加入3-6重量份納米二氧化硅,保持溫度加熱40-60分鐘后,待用;
(4)將步驟(1)所得物放入馬弗爐中煅燒后,加入到步驟(3)所得物,加入2-4重量份戊二醛,保持溫度,繼續攪拌反應10-12小時,進行離心后依次用蒸餾水,乙醇洗滌3-4次后進行凍干,既得所述介孔碳納米管復合納米纖維素溫敏吸附材料。
步驟(2)所述的低溫超聲分散為在冰水浴中處理5-10分鐘后,超聲分散,超聲頻率為40-80khz,每次保持5分鐘,間隔1分鐘,重復5-6次。
所述的纖維為來源為小麥秸稈,玉米秸稈,大豆秸稈,甘蔗渣中的一種或幾種。
所述馬弗爐中煅燒為放入馬弗爐中升溫至400-700℃,保持1-6小時,自然冷卻至室溫。
所述的凍干為置凍干機內,冷凍至-10--20℃,抽真空至干燥室壓力30-40pa,加熱40-50℃,直到物料中的冰全部升華。
本發明的優點是:
本發明先將碳納米管用溴化鈉進行氧化后,與十六烷基三甲基溴化銨進行處理改性,之后將纖維素使用淀粉溶液進行浸泡后加入烷基酚聚氧乙烯醚與丙烯酰胺進行表面活化改性與接枝后超聲分散制成溶液,加入納米二氧化硅,利用靜電吸附法制備纖維素-二氧化硅雜化材料,將碳納米管經過煅燒后,之后加入戊二醛進行交聯制備而得,碳納米管氧化后經過改性處理后表面吸附性提高,也大幅度減少了團聚的作用,纖維素使用淀粉溶液浸泡后與烷基酚聚氧乙烯醚與丙烯酰胺反應后表面接枝胺基,提高纖維素的溫敏感應,之后與二氧化硅進行雜化后,纖維素與淀粉互相交聯,使得碳納米管與納米二氧化硅,纖維素形成穩定結構,采用去焙燒法除模板劑的方法制成介孔碳納米管,本發明制備工藝簡單,成本低廉、且可以避免原料進行團聚,產品機械性能優良,具備一定的吸附性。
具體實施方式
一種介孔碳納米管復合纖維素溫敏吸附材料的制備方法,包括以下步驟:
(1)將25重量份的碳納米管加入1.5重量份溴化鈉和90重量份水混合,加入容器中80℃反應3小時,加入1.5重量份十六烷基三甲基溴化銨銨加熱至65℃反應6小時后,過濾洗滌干燥后,待用;
(2)將7重量份纖維素依次加入130重量份水與12重量份淀粉進行攪拌后靜置8小時后,加入1重量份烷基酚聚氧乙烯醚,8重量份丙烯酰胺,低溫超聲分散后,磁力攪拌8小時后,25℃,放置2天,待用;
(3)將步驟(2)所得溶液水浴加熱40℃,邊攪拌邊加入4重量份納米二氧化硅,保持溫度加熱50分鐘后,待用;
(4)將步驟(1)所得物放入馬弗爐中煅燒后,加入到步驟(3)所得物,加入3重量份戊二醛,保持溫度,繼續攪拌反應11小時,進行離心后依次用蒸餾水,乙醇洗滌3次后進行凍干,既得所述介孔碳納米管復合納米纖維素溫敏吸附材料。
步驟(2)所述的低溫超聲分散為在冰水浴中處理8分鐘后,超聲分散,超聲頻率為50khz,每次保持5分鐘,間隔1分鐘,重復5次。
所述的纖維為來源為小麥秸稈,玉米秸稈,大豆秸稈,甘蔗渣中的一種或幾種。
所述馬弗爐中煅燒為放入馬弗爐中升溫至500℃,保持2小時,自然冷卻至室溫。
所述的凍干為置凍干機內,冷凍至-15℃,抽真空至干燥室壓力35pa,加熱45℃,直到物料中的冰全部升華。