一种氧化亚铜纳米颗粒功能化纤维素水凝胶及其制备方法与应用

技术特征：
1.一种氧化亚铜纳米颗粒功能化纤维素水凝胶的制备方法，其特征在于包括如下步骤：(1)制备纤维素溶液将氢氧化钠和尿素溶于水形成氢氧化钠/尿素水溶液，预冷，向该氢氧化钠/尿素水溶液中添加棉短绒浆，搅拌，即得到纤维素溶液；(2)制备纤维素水凝胶称取步骤(1)中制备得到的纤维素溶液，加入环氧氯丙烷，搅拌，加热，得到纤维素水凝胶，洗涤；将洗涤后的纤维素水凝胶冷冻，再冷冻干燥得到干燥后的纤维素水凝胶；(3)原位合成制备氧化亚铜纳米颗粒功能化纤维素水凝胶称取步骤(2)中制备得到的干燥后的纤维素水凝胶浸入二水合硫酸铜溶液中浸泡，后滴加氢氧化钠溶液反应，之后加入抗坏血酸搅拌，洗涤，制得所述氧化亚铜纳米颗粒功能化纤维素水凝胶。2.根据权利要求1所述的氧化亚铜纳米颗粒功能化纤维素水凝胶的制备方法，其特征在于还包括如下步骤：在步骤(3)中滴加氢氧化钠溶液反应后，加入单宁酸搅拌。3.根据权利要求1所述的氧化亚铜纳米颗粒功能化纤维素水凝胶的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的氢氧化钠的加入量为溶液总质量的5％～10％；步骤(1)中所述的尿素的加入量为溶液总质量的10％～15％；步骤(2)中所述的环氧氯丙烷的体积与纤维素溶液中棉短绒浆的质量比为1～6ml：0.8g。4.根据权利要求1所述的氧化亚铜纳米颗粒功能化纤维素水凝胶的制备方法，其特征在于：步骤(3)中所述的纤维素水凝胶的质量与二水合硫酸铜溶液的体积比为0.2g：50～100ml；步骤(3)中所述的氢氧化钠溶液的体积与二水合硫酸铜溶液的体积比为10～50ml：80ml；步骤(3)中所述的二水合硫酸铜溶液的浓度为0.05～0.50mol/l。5.根据权利要求1所述的氧化亚铜纳米颗粒功能化纤维素水凝胶的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的预冷为预冷至-10～-15℃预冷10min；步骤(1)中所述的棉短绒浆的添加量为氢氧化钠/尿素水溶液的质量的1～6％；步骤(1)中所述的棉短绒浆为棉短绒浆板粉碎后得到；步骤(1)中所述的棉短绒浆的聚合度为600～700；步骤(1)中所述的搅拌的条件为2000～8000r/min的速度搅拌10～40min。6.根据权利要求1所述的氧化亚铜纳米颗粒功能化纤维素水凝胶的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述的搅拌的条件为10～30℃下搅拌10～30min；步骤(2)中所述的加热的条件为50～80℃水浴中加热30～120min；
步骤(2)中所述的洗涤的条件为浸泡在去离子水中3～7天，期间每隔4～12h换一次水；步骤(2)中所述的冷冻的条件为-18～-24℃冷冻1～2天；步骤(2)中所述的冷冻干燥的条件为使用冷冻干燥机干燥2～4天。7.根据权利要求1所述的氧化亚铜纳米颗粒功能化纤维素水凝胶的制备方法，其特征在于：步骤(3)中所述的浸泡的条件为浸泡4～12h；步骤(3)中所述的氢氧化钠溶液的浓度为1～4mol/l；步骤(3)中所述的滴加氢氧化钠溶液反应的时间为1～4h；步骤(3)中所述的抗坏血酸与纤维素水凝胶的质量比为0.5～1.0：0.2；步骤(3)中所述的加入抗坏血酸搅拌的条件为搅拌2～4h；步骤(3)中所述的洗涤的条件为浸泡在去离子水中洗涤，换水周期8小时，浸泡周期2天。8.根据权利要求2所述的氧化亚铜纳米颗粒功能化纤维素水凝胶的制备方法，其特征在于：步骤(3)中所述的单宁酸与纤维素水凝胶的质量比为0.1～0.5：0.2；步骤(3)中所述的加入单宁酸搅拌的条件为搅拌1～4h。9.一种氧化亚铜纳米颗粒功能化纤维素水凝胶，其特征在于：通过权利要求1～8任一项所述的制备方法制备得到。10.权利要求9所述的氧化亚铜纳米颗粒功能化纤维素水凝胶在制备防污涂料中的应用。

技术总结
本发明提供了一种氧化亚铜纳米颗粒功能化纤维素水凝胶及其制备方法与应用。以三维多孔结构的纤维素水凝胶骨架作为原位合成的微反器，利用纤维素基体上的活性基团，通过静电和螯合作用在其表面和内壁锚定氧化亚铜。使用单宁酸封装氧化亚铜，在主客体间搭建桥梁，增大纤维素基氧化亚铜纳米复合水凝胶的交联密度，从而双重加强纤维素水凝胶的力学强度。得到的氧化亚铜纳米颗粒功能化纤维素水凝胶，不仅解决了纳米铜氧化物易絮聚、高毒性、难回用等问题，还解决了纤维素水凝胶防污广谱性、环境持久性差等海洋防污实际应用过程中存在的缺陷，该氧化亚铜纳米颗粒功能化纤维素水凝胶可用于海洋生物防污。可用于海洋生物防污。可用于海洋生物防污。


技术研发人员：杨飞 张霄 冯郁成 高德承
受保护的技术使用者：华南理工大学
技术研发日：2022.04.13
技术公布日：2022/7/29