[发明专利]一种石墨烯包覆的两性纤维素复合材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种石墨烯包覆的两性纤维素复合材料，将80‑95份的两性纤维素和1‑10份的丝素、1‑10份的碳纳米管、1‑5份的致孔剂混合均匀后，经过液氮、冷冻干燥处理后，浸渍在氧化石墨烯溶液中充分吸附后，置于还原剂中进行还原，最终得到石墨烯包覆的两性纤维素复合材料。该复合材料具备绿色环保、可降解、机械性能好、组织结构规整、孔隙率高等诸多优点，在污水处理、光电器件等领域有重要的应用价值。

主权项

一种石墨烯包覆的两性纤维素复合材料的制备方法，其特征在于：步骤一：将纤维素置于质量分数为20％的氢氧化钠溶液中，浴比1:50，90℃反应120min，用去离子水反复洗至中性，烘干后得到氢氧化钠改性纤维素；然后将氢氧化钠改性纤维素重新分散于去离子水中，浴比1:50，加入三甲基烯丙基氯化铵，其中三甲基烯丙基氯化铵和氢氧化钠改性纤维素的质量比为1:5‑1:10，60‑80℃反应1‑24h，用去离子水反复清洗，烘干后得到三甲基烯丙基氯化铵改性纤维素；将三甲基烯丙基氯化铵改性纤维素重新分散于去离子水中，浴比1:50，缓慢加入1‑100g/L的聚酰胺‑胺PAMAM水溶液，其中PAMAM水溶液与三甲基烯丙基氯化铵改性纤维素水溶液的体积比为1:5‑1:10，75‑95℃反应60‑120min，取出后清洗烘干得到阳离子化纤维素；将上述阳离子化纤维素重新分散于去离子水中，浴比1:50，加入引发剂硝酸铈铵，其中硝酸铈铵与阳离子化纤维素的质量比为1:10‑1:30，持续通入氮气保护，混合搅拌120min，然后缓慢加入二丁酸二辛酯磺酸钠，混合搅拌均匀后，缓慢升温至80‑90℃并磁力搅拌1‑12h，自然冷却到室温，洗涤、抽滤、干燥后得到两性纤维素；步骤二：按重量计，将80‑95份的两性纤维素和1‑10份的丝素、1‑10份的碳纳米管、1‑5份的致孔剂先后分散于去离子水中，浴比1:50，超声1h，然后50‑70℃匀速搅拌反应1‑24h，然后倒入模具中，放入液氮中1min，取出后置于‑20℃冰箱中预冻6h，‑80℃Thermo超低温冰箱中冷冻6h，然后放入到冻干机中48h得到两性纤维素基多孔复合材料；步骤三：配置浓度0.1‑100g/L的氧化石墨烯水溶液，超声1h，将步骤二中的两性纤维素基多孔复合材料浸渍在氧化石墨烯溶液中60‑600min，浴比1:50，反应结束后用乙醇和去离子水反复洗涤、抽滤、干燥后，置于还原剂中进行还原，洗涤、抽滤、真空干燥后得到石墨烯包覆的两性纤维素复合材料。