[发明专利]一种3D磁性纳晶纤维素纺丝材料及其制备方法和用途

权利要求书

1.一种3D磁性纳晶纤维素纺丝材料，其特征在于，该3D磁性纳晶纤维素纺丝材料包括作为吸附材料的磁性纳晶纤维素和作为基质材料的海藻酸钠。

2.一种3D磁性纳晶纤维素纺丝材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)制备磁性纳晶纤维素分散液：将FeCl₃溶液和FeCl₂溶液加入到纳晶纤维素与水的混合物中，混合均匀，搅拌下，通入氮气10-30min后，用碱调节反应混合液pH值为9-10，即制得含有磁性纳米纤维素的分散液；

(2)制备低粘度水凝胶：将步骤(1)制得的含有磁性纳米纤维素的分散液与海藻酸钠溶液搅拌混合，再加入CaCl₂溶液，室温交联10-30min，制得低粘度水凝胶。

(3)静电纺丝：将步骤(2)制得的低粘度水凝胶静电纺丝，并干燥即得3D磁性纳晶纤维素纺丝材料。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，FeCl₃与FeCl₂的重量比为1～2：1～2，纳晶纤维素的用量为生成的磁性重量的Fe₃O₄的30～80倍。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述碱为氨水溶液和NaOH溶液的一种或多种。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，海藻酸钠的用量为纳晶纤维素的重量的2-8倍；CaCl₂的用量为海藻酸钠重量的1/50～1/10。

6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)包括将所述水凝胶装入一个可高速旋转的聚四氟乙烯管，下面放置铝栅，在聚四氟乙烯管中的水凝胶溶液上施加+12到-20kV的电压，在向铝栅上施加-6到-10kV的电压，调整铝栅与聚四氟乙烯管出口之间的距离为10-15cm，聚四氟乙烯管高速旋转，在室温条件下将水凝胶溶液制成纺丝，再收到铝箔上并干燥12h。

7.权利要求1所述的3D磁性纳晶纤维素纺丝材料或权利要求2-6任一项所述的制备方法制备的3D磁性纳晶纤维素纺丝材料在吸附重金属中的应用。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述重金属为铅、镉、汞和铬中的一种或多种。

9.权利要求1所述的3D磁性纳晶纤维素纺丝材料或权利要求2-6任一项所述的制备方法制备的3D磁性纳晶纤维素纺丝材料的回收方法，其特征在于，该方法包括步骤：首先用质量百分浓度0.5～2％的浓硫酸溶液洗脱吸附重金属后的3D磁性纳晶纤维素纺丝材料2～8min，然后用乙醇洗脱2～4次，最后用蒸馏水洗脱至中性。

10.权利要求1所述的3D磁性纳晶纤维素纺丝材料或权利要求2-6任一项所述的制备方法制备的3D磁性纳晶纤维素纺丝材料，其特征在于，所述3D磁性纳晶纤维素纺丝材料在回收利用5次后，吸附重金属的是效率可达到76～85％。