的上表面，随后在下表面施加真空，纤维素溶液在负压条件下进入模板内的纳米孔洞中。
[0026](3)将步骤(2)装有纤维素LiCl/DMAc溶液的模板用水反复浸泡洗涤，去除掉LiCl/DMAc，干燥，得到纳米孔洞内的纤维素纳米纤维；
(4)将步骤(3)所得的样品置于5wt.%的磷酸溶液中，将氧化铝模板溶解掉后，反复用去离子水洗涤，干燥，得到阵列结构的纤维素纳米纤维。
[0027]实施例2
(I)取Ig打碎的商业用竹浆柏(竹浆柏选自四川天竹竹资源开发有限公司，其纤维素含量? 95wt.%)，加入到15mL浓度为70wt.%的灿疆0水溶液中，剧烈搅拌，并加热至110° C使纤维素溶解，得到纤维素NMMO溶液。
[0028](2)将步骤(I)制得的NMMO纤维素溶液滴加到纳米孔洞直径为300nm的阳极氧化铝模板的上表面，随后在下表面施加真空，NMMO纤维素溶液在负压条件下进入模板内的纳米孔洞中。
[0029](3)将步骤(2)装有NMMO纤维素溶液的模板用乙醇反复浸泡洗涤，去除掉NMMO，干燥，得到纳米孔洞内的纤维素纳米纤维；
(4)将步骤(3)所得的样品置于5wt.%的磷酸溶液中，将氧化铝模板溶解掉后，反复用去离子水洗涤，干燥，得到阵列结构的纤维素纳米纤维。
[0030]实施例3
(I)取Ig打碎的商业用竹浆柏(竹浆柏选自四川天竹竹资源开发有限公司，其纤维素含量2 95wt.%)，将其加入到60mL二甲基亚砜和6.6g三水合四丁基氟化铵的混合溶液中，室温搅拌20分钟使纤维素溶解，制得纤维素DMSO/TBAF 3H20溶液。
[0031 ] (2)将步骤(I)制得的纤维素DMSO/TBAF 3H20溶液滴加到纳米孔洞直径为300nm的阳极氧化铝模板的上表面，纤维素溶液通过毛细管力润湿模板，进入模板内的纳米孔洞中。
[0032](3)将步骤(2)装有纤维素DMSO/TBAF 3H20溶液的模板用水和乙醇反复浸泡洗涤，去除掉DMSO/TBAF 3H20，干燥，得到纳米孔洞内的纤维素纳米纤维；
(4)将步骤(3)所得的样品置于5wt.%的氢氧化钠溶液中，将氧化铝模板溶解掉后，反复用去离子水洗涤，干燥，得到阵列结构的纤维素纳米纤维。
[0033]实施例4
(I)取Ig打碎的商业用竹浆柏(竹浆柏选自四川天竹竹资源开发有限公司，其纤维素含量? 95wt.%)，加入到15mL离子液体1-丁基-3-甲基咪卩坐氯盐(BmimCl)中，剧烈搅拌，并加热至100° C使纤维素充分溶解，得到纤维素离子液体溶液。
[0034](2)将步骤(I)制得的离子液体纤维素溶液滴加到纳米孔洞直径为300nm的阳极氧化铝模板的上表面，纤维素溶液通过毛细管力润湿模板，进入模板内的纳米孔洞中。
[0035](3)将步骤(2)装有离子液体纤维素溶液的模板用水或乙醇反复浸泡洗涤，去除掉离子液体，干燥，得到纳米孔洞内的纤维素纳米纤维；
(4)将步骤(3)所得的样品置于5wt.%的氢氧化钠溶液中，将氧化铝模板溶解掉后，反复用去离子水洗涤，干燥，得到阵列结构的纤维素纳米纤维。
[0036]主要形貌测试
本发明所制备的纤维素纳米纤维，其重要特点是纳米纤维具有阵列结构，因此对该材料的形貌进行了测定。
[0037]阳极氧化铝多孔模板的形貌(图2):其是实施例1-4中生产纤维素纳米纤维所用的模板。它在实验室通过两步阳极氧化法自制，为一般技术人员能实现的技术。其包含有直径300nm的上下贯通的孔洞。
[0038]纤维素纳米纤维的形貌(图3):本发明实施例1中制得的纤维素纳米纤维，直立在基板上，直径为35nm，具有纳米阵列结构。
【主权项】
1.一种纤维素纳米纤维的制备方法，包括如下步骤: (1)将纤维素原料打碎，用均相溶解试剂将其溶解，制取纤维素溶液； (2)将步骤(I)制得的纤维素溶液注入多孔模板内的纳米孔洞中； (3)用溶剂洗涤步骤(2)中注有纤维素溶液的多孔模板，将多孔模板内的纳米孔洞中的纤维素溶剂移除后，即可得到固定在纳米孔洞内的纤维素纳米纤维； (4)用溶剂将步骤(3)中的多孔模板溶解，即可得到阵列结构的纤维素纳米纤维。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于:步骤(I)所述的均相溶解试剂选自氯化锂/ 二甲基乙酰胺(Li Cl/DMAc )混合溶液、二甲基亚砜/三水合四丁基氟化铵(DMSO/TBAF3H20)混合溶液、4-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)或离子液体，所述步骤(I冲制得纤维素溶液中纤维素的质量百分比为1.0-10.0wt.%。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于:步骤(2)所述的多孔模板采用阳极氧化招(AAO)模板、径迹蚀刻模板或介孔硅模板，多孔模板内纳米孔洞尺寸大小为800?10nm，优选为400_30nmo4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于:步骤(2)所述的将纤维素溶液注入模板的方法采用自然润湿方法或者抽滤方法，所述自然润湿是指纤维素通过毛细管力缓慢进入纳米孔洞中；所述抽滤是指用抽气栗在多孔模板的下表面施加一个真空，使纤维素溶液在负压下快速进入纳米孔洞内。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于:步骤(3)所述的溶剂为水、甲醇、乙醇或丙酮，所述溶剂能将纤维素溶剂从纳米孔洞中溶解出来，将纤维素固定在纳米孔洞内。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于:步骤(4)所述的溶解多孔模板的溶剂为酸、碱或有机溶剂，当多孔模板为阳极氧化铝模板时，采用磷酸、硫酸、氢氧化钠或氢氧化钾溶解；当多孔模板为径迹蚀刻模板时，采用二氯甲烷、三氯甲烷或四氯甲烷溶解；当多孔模板为介孔硅模板时，采用氢氧化钠、氢氧化锂或氢氧化钾溶解。7.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于:步骤(I)所述的均相溶解试剂为氯化锂/ 二甲基乙酰胺(LiCl/DMAc)混合溶液时，所述溶液中的氯化锂/ 二甲基乙酰胺的质量比为2: 23;步骤(I)所述的均相溶解试剂为4-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)水溶液时，其浓度为50-75wt.%;步骤(I)所述的均相溶解试剂为二甲基亚砜/三水合四丁基氟化铵(DMSO/TBAF 3H20)溶液时，所述溶液中的二甲基亚砜与三水合四丁基氟化铵的质量比为10:1;步骤(I)所述的均相溶解试剂为离子液体时，所述离子液体为1-丁基-3-甲基咪唑氯盐(BmimCl)、1-稀丙基-3-甲基咪卩坐氯盐(AmimCl)、1-乙基_3_甲基咪卩坐氯盐(EmimCl )、1-乙基-3-甲基咪卩坐醋酸盐(EmimAc)、1-乙基_3_甲基咪卩坐氯盐(EmimCl)、1-稀丙基-2,3-甲基咪挫溴盐(AdmimBr)、1-丁基-2, 3-甲基咪卩坐氯盐(BdmimCl)、1-稀丙基-2 ,3-甲基咪卩坐氯盐(AdmimCl)或1-乙基-3-甲基咪卩坐二乙基磷酸盐(EmimEt2P04);所述步骤(I)中制得纤维素溶液中纤维素的质量百分比为1.0-10.0wt.%。8.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的制备方法，其特征在于:所述的纤维素原料至少有一种选自竹浆、木浆、棉浆、麻浆、蔗渣浆、稻草浆、桑皮浆或者苇浆，其中纤维素含量>85 wt.%，纤维素的聚合度2 200。9.一种权利要求1-8任一所述的制备方法制得的纤维素纳米纤维，为纤维状或者纳米纤维阵列结构。
【专利摘要】本发明公开了一种<b>纤维素纳米纤维</b>的制备方法,包括如下步骤：（1）将纤维素原料打碎，用均相溶解试剂将其溶解，制取纤维素溶液；（2）将步骤（1）制得的纤维素溶液注入多孔模板内的纳米孔洞中；（3）用溶剂洗涤步骤（2）中注有纤维素溶液的多孔模板，将多孔模板内的纳米孔洞中的纤维素溶剂移除后，即可得到固定在纳米孔洞内的纤维素纳米纤维；（4）用溶剂将步骤（3）中的多孔模板溶解，即可得到阵列结构的纤维素纳米纤维。此类材料具有轻质、高比表面积、高强度和弹性、生物相容性和可降解性等特性，可用于化工、纺织、生物、医学等诸多领域。
【IPC分类】B82Y30/00, B82Y40/00, D01F2/00, D01F2/02
【公开号】CN105671662
【申请号】CN201610209024
【发明人】吴慧, 李国炜, 巫龙辉, 张君宇, 林新兴, 黄六莲, 陈礼辉
【申请人】福建农林大学
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年4月6日