[发明专利]一种玉米秸秆改性纤维素凝胶的制备方法

权利要求书

1.一种玉米秸秆改性纤维素凝胶的制备方法，其特征在于按如下步骤进行：

①玉米秸秆经风干干燥后进行韧皮和髓芯分离和剪切备料，两种原料均采用冰醋酸、过氧化氢、醋酸钴进行处理，处理后的浆料充分揉搓后滴加氢氧化钾水溶液至体系呈碱性继续进行反应，碱处理后的浆料用去离子水反复浸泡洗涤至中性，滤出水分后，制得韧皮部纤维素和髓芯部纤维素；

②采用氢氧化锂／硫脲方法，在低温条件下使韧皮部纤维素进行机械搅拌溶解处理，溶解液通过离心去除液体中的空气及未溶解纤维素，得到韧皮纤维素溶解液；

③采用哌啶氮氧化物自由基／共氧化体系方法对髓芯部纤维素进行C₆位羟基的选择性氧化，氧化产物通过固液分离，液体部分用无水乙醇进行沉析、离心分离和洗涤，冷冻干燥，得到水溶性氧化纤维素，将干燥的水溶性氧化纤维素均匀分散于壳聚糖／醋酸溶液中，通过加热进行羧胺基缩合反应，得到氧化纤维素／壳聚糖交联产物；

④将氧化纤维素／壳聚糖交联物与步骤②的韧皮纤维素溶解液混合，倒入模具成形，并先后在无水乙醇浴和无水甲醇浴中浸泡脱水，形成凝胶，对凝胶用去离子水进行反复洗涤后，冷冻干燥，得到片状玉米秸秆改性纤维素凝胶。

2.根据权利要求1所述的玉米秸秆改性纤维素凝胶的制备方法，其特征在于具体操作如下：

①将风干处理后的玉米秸秆，进行韧皮和髓芯剥离处理，并剪切成长10～40mm，宽1～3mm，得韧皮部纤维素和髓芯部纤维素原料；

②将韧皮部纤维素和髓芯部纤维素原料分别转移至聚四氟乙烯密封袋中，加入冰醋酸、质量百分比浓度为30～35％的过氧化氢和醋酸钴，混合均匀，密封，放入恒温水浴锅内反应，其中，冰醋酸和过氧化氢溶液的体积比为1︰1～1︰10，醋酸钴用量为绝干原料质量的0.001～0.10％，原料在处理液中的浓度为5～15％，处理温度30～100℃，反应时间12～120h；反应结束后，取出密封袋，将物料充分揉搓分散，并冷却至室温，滴加质量百分比浓度为5～15％的氢氧化钾水溶液，再次揉搓均匀后，检测体系pH值至10～14，结束滴加，密封，放入20～30℃恒温水浴锅中，继续反应1～15h，处理完毕，韧皮纤维素用1～5微米的微孔滤膜，髓芯纤维素用0.45～1微米的微孔滤膜，滤去多余水分，并用去离子水反复浸泡抽滤洗涤，直至洗涤水为中性，韧皮纤维素进行冷冻干燥，髓芯纤维素干度在10～60％范围内；

③先将氢氧化锂和硫脲溶解于水中，使水溶液中氢氧化锂质量百分比浓度为2.5～6.0％，硫脲质量百分比浓度为8～25％，水溶液冷却至-20～-10℃后，加入干燥的韧皮纤维素并激烈搅拌8～30min，其中，纤维素绝干质量与氢氧化锂／硫脲溶液的体积比为1g︰10ml～1g︰100ml，纤维素溶解液在7000～15000rpm下离心10～30min，去除未溶解纤维素和气泡，收集韧皮纤维素溶解液；

④在髓芯纤维素中加入含有4-乙酰胺基-2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氧自由基和亚氯酸钠的去离子水，两种药品用量与绝干纤维素之比分别为0.10mmol︰1g～1.00mmol︰1g、5.0mmol︰1g～30.0mmol︰1g，去离子用量与绝干纤维素之比为80ml︰1g～150ml︰1g，然后在30～60℃下搅拌30～60min，继续添加质量百分比浓度为8％～12％的次氯酸钠溶液，其用量与绝干纤维素之比为0.5mmol︰1g～6.0mmol︰1g，选择性氧化12～240h，氧化反应后，用孔径为0.02～0.22微米的滤膜进行固液分离，液体部分倒入无水乙醇直至透明液体出现白色乳液状态，说明沉析完毕，通过7000～15000rpm离心10～30min反复用质量百分比浓度为80～95％的乙醇溶液洗涤3～7次后，冷冻干燥处理直至物料完全干燥，得水溶性氧化纤维素；

⑤将N-脱乙酰度为70～95％的壳聚糖溶解于体积百分比浓度为1～5％的醋酸水溶液中，使壳聚糖在溶液中的质量百分比为0.25～5.0％，将干燥的氧化纤维素分散于壳聚糖／醋酸水溶液中，在35～100℃下磁力搅拌反应30～360min，其中，氧化纤维素绝干质量与壳聚糖／醋酸水溶液质量体积比为1g︰1ml～1g︰30ml，反应结束，将交联体系冷却至室温；

⑥将氧化纤维素／壳聚糖交联物与步骤③的韧皮纤维素溶解液按体积比为1︰1～1︰20，混合均匀，将混合液倒入模具中，装有混合液的模具先浸没在无水乙醇浴中10～180min，然后在无水甲醇浴中浸没10～180min，将凝固态的凝胶从模具中取出，用去离子水进行反复洗涤，冷冻干燥，得到片状玉米秸秆改性纤维素凝胶。