一种辐射制冷用表面活性剂改性壳聚糖复合气凝胶的制备方法
本发明涉及一种复合气凝胶的制备方法，尤其涉及一种辐射制冷用表面活性剂改性壳聚糖复合气凝胶的制备方法。
背景技术：
1、辐射制冷材料在太阳光谱下具有优异的反射率，减少太阳光造成的材料温度的升高，同时材料可以通过大气透明窗口 (8-13 μm) 将热量辐射到外太空达到降低温度的效果，并且不需要能量的消耗。因此，辐射制冷是一种绿色、清洁并且无污染的制冷方式，可以有效解决环境和能源消耗的双重问题。辐射制冷材料作为一种新型的制冷技术，具有高效、节能、环保等优点，具有广泛的应用前景。
2、壳聚糖作为自然界中储量仅次于纤维素的第二大类天然高分子材料，是唯一一种可生物再生的碱性多糖类高分子，壳聚糖由甲壳素经脱乙酰化处理得到的，具有来源丰富、生物相容性好、环境可降解、药物活性高和抗菌性强等基本特点，对壳聚糖的开发与应用研究具有重要意义。lauster,t等(adcanced science,2023,041011)证实壳聚糖薄膜具有良好的辐射制冷效果，但其太阳光反射率、红外发射率及力学性能有待进一步提升。
3、现有壳聚糖基辐射制冷材料具有可再生、可降解及中红外发射潜力，但仍存在太阳光反射率不足、孔结构不均匀、力学强度不足、耐湿热稳定性较差以及辐射制冷与隔热性能难以协同提升等问题。尤其是壳聚糖分子链含有大量亲水性氨基和羟基，材料在潮湿环境中易吸湿溶胀，导致孔结构稳定性下降、热导率升高和光散射能力减弱，限制了其在户外被动辐射制冷和建筑隔热领域的应用。
4、因此，亟需研制开发一种辐射冷却性能优异、隔热性能、力学性能、湿热稳定性良好的壳聚糖基辐射制冷材料。
技术实现思路
1、本发明针对现有壳聚糖基辐射制冷材料存在的太阳光反射率不足、孔结构不均匀与力学强度低等问题与不足，提供了一种辐射制冷用表面活性剂改性壳聚糖复合气凝胶的制备方法，通过表面活性剂改性，利用其亲水基与壳聚糖分子链之间的氢键和界面吸附作用，改善壳聚糖链段的分散状态，经超临界干燥工艺制备制得兼具宽带太阳光多重散射与窗口带发射增强、力学强度与隔热性能、湿热稳定性良好的壳聚糖辐射制冷气凝胶。
2、本发明是通过以下技术方案实现的：一种辐射制冷用表面活性剂改性壳聚糖复合气凝胶的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
3、1）在去离子水中加入壳聚糖，调节ph，搅拌均匀，制得壳聚糖溶液；
4、2）将步骤1）配置的壳聚糖溶液与尿素混合，搅拌均匀，制得预制液；
5、3）向步骤2）的预制液加入表面活性剂改性与硅源，搅拌均匀；
6、4）将步骤3）得到的预制液放入烘箱静置，引发凝胶化，制得壳聚糖凝胶；
7、5）将步骤4）制得的凝胶置入溶剂中进行溶剂置换；
8、6）将步骤5）溶剂置换后的壳聚糖凝胶进行超临界干燥，得到表面活性剂改性壳聚糖复合气凝胶。
9、优选步骤1）中壳聚糖与去离子水与的质量比为0.04~0.05:1。
10、优选步骤1）中所述的ph值为4~6。
11、优选步骤2）中所述的尿素的质量与壳聚糖溶液的体积比为0.3~0.35g/ml。
12、优选所述的表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基溴化铵、十四烷基三甲基溴化铵中的一种或几种；所述的硅源为甲基三甲氧基硅烷mtms。
13、优选步骤3）中加入的表面活性剂的质量与壳聚糖溶液的体积比为0.04~0.05 g/ml；加入的硅源与壳聚糖溶液的体积比为0.16~0.35:1。
14、优选步骤4）中烘箱静置温度为60~70 ℃，静置的时间为12~24 h。
15、优选步骤5）中的溶剂为乙醇；溶剂置换的次数为2~3次，溶剂置换的间隔时长为20~24 h。
16、优选所述的超临界干燥为二氧化碳超临界干燥。
17、有益效果：
18、本发明提供的表面活性剂改性壳聚糖复合气凝胶的制备方法，利用表面活性剂的亲水基与壳聚糖分子链之间的氢键和界面吸附作用，改善壳聚糖链段的分散状态，具备宽带太阳光多重散射与窗口带发射增强。
19、本发明提供的表面活性剂改性壳聚糖复合气凝胶的制备方法，利用表面活性剂改性，力学性能显著提升，制备方法工艺简单，易于规模化推广。
1.一种辐射制冷用表面活性剂改性壳聚糖复合气凝胶的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1）中壳聚糖与去离子水与的质量比为0.04~0.05:1。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1）中所述的ph值为4~6。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2）中所述的尿素的质量与壳聚糖溶液的体积比为0.3~0.35g/ml。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基溴化铵、十四烷基三甲基溴化铵中的一种或几种；所述的硅源为甲基三甲氧基硅烷mtms。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤3）中加入的表面活性剂的质量与壳聚糖溶液的体积比为0.04~0.05 g/ml；加入的硅源与壳聚糖溶液的体积比为0.16~0.35:1。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤4）中烘箱静置温度为60~70 ℃，静置的时间为12~24 h。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤5）中的溶剂为乙醇；溶剂置换的次数为2~3次，溶剂置换的间隔时长为20~24 h。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的超临界干燥为二氧化碳超临界干燥。