一种纳米纤维素/纤维织物的复合材料及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113047041A(43)申请公布日2021.06.29(21)申请号202110311570.2(22)申请日2021.03.23(71)申请人北京化工大学地址100000北京市朝阳区北三环东路15号申请人中持水务股份有限公司(72)发明人马洪洋许国栋邵凯周玉刚(74)专利代理机构北京超凡宏宇专利代理事务所(特殊普通合伙)11463代理人陈秋梦(51)Int.Cl.D06M15/05(2006.01)D06M101/06(2006.01)权利要求书2页说明书10页附图4页(54)发明名称一种纳米纤维素/纤维织物的复合材料及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种纳米纤维素/纤维织物的复合材料及其制备方法，涉及纤维织物复合材料技术领域。本发明将纳米纤维素和纤维织物通过共价键的方式复合，形成了互穿网络结构。通过共价键的方式，提升了复合材料的机械强度，所得复合材料的经向与纬向的拉伸强度大幅提升。同时该复合材料具有可再生性，可以通过脱附剂实现重复利用。此外，本发明提供的复合材料具有较好的水浸润性，具有较快的吸附速率。该复合材料具有高通量和高截留率的优点，能够选择性吸附或者同时吸附多种染料和重金属离子，在污水处理及重金属吸附领域具有广阔的应用前景。CN113047041ACN113047041A权利要求书1/2页1.一种纳米纤维素/纤维织物的复合材料的制备方法，其特征在于，其包括将纳米纤维素与纤维织物通过共价键接枝复合。2.根据权利要求1所述的纳米纤维素/纤维织物的复合材料的制备方法，其特征在于，所述接枝复合包括：先将所述纤维织物浸渍于纳米纤维素分散液中，然后将附着有所述纳米纤维素的纤维织物进行干燥或烘烤；优选地，所述纳米纤维素分散液为纳米纤维素悬浮液。3.根据权利要求2所述的纳米纤维素/纤维织物的复合材料的制备方法，其特征在于，所述纳米纤维素的表面带有接枝官能团；所述纤维织物选自机织物、针织物和非织造织物中的至少一种；优选地，所述接枝官能团选自羧基、醛基、羟基、氨基、巯基、磺酸基、氰基、酰胺基和醚键中的至少一种；优选地，所述机织物选自纱布、亚麻布、平纹织物、棉法兰绒、斜纹织物、缎纹织物、灯芯绒、毛巾织物、平绒和大提花织物中的至少一种；所述针织物选自经编针织物、纬编针织物和钩针织物中的至少一种，所述经编针织物选自汉布、罗纹织物、棉布、棉毛布和毛巾织物中的至少一种；所述非织造织物选自过滤材料和土工布中的至少一种；优选地，所述过滤材料选自滤纸或滤芯。4.根据权利要求3所述的纳米纤维素/纤维织物的复合材料的制备方法，其特征在于，所述接枝官能团是通过对纳米纤维素进行氧化和/或接枝反应引入；优选地，通过TEMPO氧化引入羧基和醛基；优选地，通过TEMPO氧化引入羧基和醛基包括：以纤维素为原料，以2,2,6,6‑四甲基哌啶‑1‑氮氧化物、溴化钠和次氯酸钠为氧化剂，制备羧基纳米纤维素，然后以羧基纳米纤维素为原料，与高碘酸钠反应，制备带有醛基的纳米纤维素。5.根据权利要求2所述的纳米纤维素/纤维织物的复合材料的制备方法，其特征在于，每mL所述纳米纤维素分散液中浸渍0.01‑1g所述纤维织物，所述纳米纤维素分散液中的纳米纤维素的浓度为0.01wt％‑1.0wt％；优选地，浓度为0.05wt％‑0.6wt％；更优选地，浓度为0.2wt％；所述纳米纤维素分散液的溶剂为水；优选地，所述浸渍时间为0.5‑300分钟；优选地，所述浸渍时间为10‑60分钟；更优选地，所述浸渍时间为30分钟。6.根据权利要求2所述的纳米纤维素/纤维织物的复合材料的制备方法，其特征在于，所述干燥或烘烤的温度为25‑200℃，所述干燥或烘烤的时间为5‑120分钟；优选地，所述干燥或烘烤的温度为50‑150℃，所述干燥或烘烤的时间为10‑60分钟；更优选地，所述干燥或烘烤的温度为110℃，所述干燥或烘烤的时间为20分钟。7.根据权利要求1所述的纳米纤维素/纤维织物的复合材料的制备方法，其特征在于，所述共价键为酰胺键、酯键、醚键和缩醛反应形成的共价键中的至少一种。8.一种由权利要求1‑7任一项所述的纳米纤维素/纤维织物的复合材料的制备方法制得的纳米纤维素/纤维织物的复合材料，其特征在于，所述复合材料具有互穿网络结构。9.一种重金属吸附剂或染料吸附剂，其特征在于，其包括权利要求8所述的纳米纤维素/纤维织物的复合材料。10.根据权利要求9所述的重金属吸附剂或染料吸附剂，其特征在于，所述重金属为重2CN113047041A权利要求书2/2页金属阳离子和/或重金属阴离子；优选地，所述重金属阳离子为铅离子、汞离子、镉离子、镧离子、铜离子和铁离子中的至少一种；所述重金属阴离子为铬酸根、高锰酸根、砷酸根和钼酸根离子中的至少一种