[发明专利]一种纤维素-壳聚糖/PANI复合气凝胶的制备方法

说明书

本发明公开了一种纤维素‑壳聚糖/PANI复合气凝胶的制备方法，所述方法为：先搅拌得到纤维素‑壳聚糖溶液，然后在冰浴条件下通过原位聚合在纤维素‑壳聚糖衬底表面生长出导电聚合物颗粒，最后经过冷冻干燥，制备成气凝胶材料；其中，纤维素‑壳聚糖溶液中，纤维素与壳聚糖的混合质量比为1∶1～1∶2；导电聚合物颗粒为PANI颗粒。本发明制备方法能够得到一种既具有良好的吸波性能，又具有低红外发射率的气凝胶材料。

技术领域

本发明涉及一种兼具红外与吸波性能的气凝胶材料，尤其涉及一种纤维素-壳聚糖/PANI复合气凝胶的制备方法，属于气凝胶材料技术领域。

背景技术

现代计算机及各种电子通讯技术的快速发展为人类生活带来了巨大的便利和舒适，但与此同时也带来了严重的电磁辐射。电磁辐射不仅会危害身体健康还会严重干扰电子产品的正常工作。目前，采取高效能的吸波材料涂覆电子产品能够减少电磁辐射对仪器设备的干扰，并使人体处于安全辐射范围，被认为是控制污染有效的方法之一。此外在军事领域，多种探测手段的存在使得飞行器在复杂探测环境下生存极其困难。因此，研究探索同时兼具红外和吸波高性能的多功能材料显得尤为重要。传统的金属系吸波材料，具有较高的红外发射率，不能作为红外隐身材料使用。

近年研究发现，聚苯胺(PANI)作为众多导电聚合物的一员，由于其合成方法简易，成本低，适应性强，物理化学性能优异、更因其质子掺杂与众不同、导电性随微波频率可控，使其在电磁波屏蔽应用中具有良好的应用前景。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是提供一种纤维素-壳聚糖/PANI复合气凝胶的制备方法，该制备方法能够得到一种既具有良好的吸波性能，又具有低红外发射率的气凝胶材料。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：

一种纤维素-壳聚糖/PANI复合气凝胶的制备方法，所述方法为：先搅拌得到纤维素-壳聚糖溶液，然后在冰浴条件下通过原位聚合在纤维素-壳聚糖衬底表面生长出导电聚合物颗粒，最后经过冷冻干燥，制备成气凝胶材料；其中，纤维素-壳聚糖溶液中，纤维素与壳聚糖的混合质量比为1∶1～1∶2；导电聚合物颗粒为PANI颗粒。

其中，气凝胶中，孔洞直径为50～100μm，PANI颗粒为球状颗粒，PANI球状颗粒的直径为50～100nm。

上述纤维素-壳聚糖/PANI复合气凝胶的制备方法，所述方法具体包括如下步骤：

(1)制备纤维素-壳聚糖溶液：将羟甲基纤维素溶解到水中，搅拌，直至得到透明且具有粘性的流体，往其中加入壳聚糖，继续搅拌，直至壳聚糖完全溶解，得到纤维素-壳聚糖溶液；

(2)往步骤(1)的纤维素-壳聚糖溶液中滴加含有苯胺的稀盐酸溶液，搅匀得到混合溶液，在冰浴条件下，往混合溶液中滴加含有过硫酸铵的稀盐酸溶液，进行原位聚合反应，反应后将得到的胶状产物经离心洗涤后溶于蒸馏水中；

(3)将步骤(2)含胶状产物的蒸馏水进行冷冻干燥，得到纤维素-壳聚糖/PANI复合气凝胶。

其中，步骤(1)中，将羟甲基纤维素溶解到水中，搅拌，其中，搅拌速度为2400～2600r/min，搅拌时间为2～3h；在羟甲基纤维素流体中加入壳聚糖后，搅拌时间为2～3h，搅拌速度为2400～2600r/min。

其中，步骤(2)中，含有苯胺的稀盐酸溶液的加入量为120.7～130mL，其中，苯胺的浓度为0.1M，溶剂稀盐酸溶液的浓度为1M。

其中，步骤(2)中，含有过硫酸铵的稀盐酸溶液的加入量为120.7～130mL，其中，过硫酸铵的浓度为0.1M，溶剂稀盐酸溶液的浓度为1M。

其中，步骤(3)中，冷冻干燥时长为72～74h，冷冻温度为0℃以下。