一種柳木生物質(zhì)氣凝膠的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及生物質(zhì)氣凝膠制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種柳木生物質(zhì)氣凝膠的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]氣凝膠是一種多孔性材料，具有密度低、孔隙率高、比表面積大、孔隙尺寸小等特點。由于氣凝膠材料的優(yōu)良性能，氣凝膠材料已在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥等領(lǐng)域得到了重要的應(yīng)用。目前，制備生物質(zhì)氣凝膠的方法為LiCl/DMSO溶劑法，但是該方法所用溶劑有一定毒性和揮發(fā)性，是非綠色環(huán)保型溶劑，生物質(zhì)氣凝膠的制備過程中易造成環(huán)境污染。柳木是一種可生物再生、再生能力強(qiáng)、可生物降解的綠色天然原料。利用柳木制備氣凝膠不僅符合可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略，又能實現(xiàn)再生資源的利用，而且還不會造成環(huán)境污染。制備氣凝膠的方法通常是將原料預(yù)先溶解，但是，由于柳木很難被溶解而成為制備柳木生物質(zhì)氣凝膠的瓶頸。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供了一種制備工序簡單、設(shè)備要求簡單、制備成本低的制備柳木生物質(zhì)氣凝膠的方法。
[0004]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題的不足，所采用的技術(shù)方案是:一種柳木生物質(zhì)氣凝膠的制備方法，包括以下步驟:
(1)、取柳木在80-120°C溫度下干燥，然后粉碎過180目篩，得到柳木粉末，備用；
(2)、取步驟(I)的柳木粉末溶于膽堿丙酸鹽和四氫呋喃的混合溶液中，得到柳木溶液；
(3)、將柳木溶液轉(zhuǎn)移至模具中，置于-20°C到-100°C溫度下冷凍12-48h，然后向冷凍成型的柳木凝膠中加水，洗掉柳木凝膠中的溶劑，得到柳木水凝膠；
(4)、將步驟(3)的柳木水凝膠置于-10到_60°C溫度下冷凍6-24h，然后再轉(zhuǎn)移至冷凍干燥機(jī)中進(jìn)行冷凍干燥，干燥后得到海綿狀、輕質(zhì)多孔的柳木生物質(zhì)氣凝膠。
[0005]作為本發(fā)明一種柳木生物質(zhì)氣凝膠的制備方法的進(jìn)一步優(yōu)化:所述膽堿丙酸鹽和四氫呋喃混合溶液中膽堿丙酸鹽的含量為20-60%。作為本發(fā)明一種柳木生物質(zhì)氣凝膠的制備方法的進(jìn)一步優(yōu)化:所述步驟(2)中，柳木粉末溶于膽堿丙酸鹽和四氫呋喃的混合溶液的溶解溫度控制在25-100°C。
[0006]作為本發(fā)明一種柳木生物質(zhì)氣凝膠的制備方法的進(jìn)一步優(yōu)化:所述步驟(2)中得到的柳木溶液中柳木的濃度為1_4%。
[0007]有益效果
本發(fā)明以綠色天然的柳木為原料制備生物質(zhì)氣凝膠，實現(xiàn)了再生資源的充分利用，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，制備過程中使用到的溶劑為膽堿丙酸鹽和四氫呋喃的混合溶液，該溶劑溶解能力強(qiáng)、溶解溫度低、并且無腐蝕性，因而，生物質(zhì)氣凝膠的整個制備過程工序簡單，不需要使用耐腐蝕設(shè)備，制備成本較低，投資成本較低，實用性強(qiáng)，易實現(xiàn)工業(yè)化推廣。
【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明實施例1制得的柳木生物質(zhì)氣凝膠樣品的截面在掃描電鏡下圖像；圖2為本發(fā)明實施例2制得的柳木生物質(zhì)氣凝膠樣品的截面在掃描電鏡下圖像。
【具體實施方式】
[0009]實施例1
一種柳木生物質(zhì)氣凝膠的制備方法，包括以下步驟:
(1)、取柳木在80°C溫度下干燥，然后粉碎過180目篩，得到柳木粉末，備用；
(2)、取步驟(I)的柳木粉末溶于膽堿丙酸鹽和四氫呋喃的混合溶液中，得到柳木溶液(柳木的溶度為1%);
其中，膽堿丙酸鹽和四氫呋喃混合溶液中膽堿丙酸鹽的含量為10% ;
其中，柳木粉末溶于膽堿丙酸鹽和四氫呋喃的混合溶液的溶解溫度控制在25°C ;
(3)、將柳木溶液轉(zhuǎn)移至模具中，置于-100°C溫度下冷凍12h，然后向冷凍成型的柳木凝膠中加水，洗掉柳木凝膠中的溶劑，得到柳木水凝膠；
(4)、將步驟(3)的柳木水凝膠置于-10°C溫度下冷凍24h，然后再轉(zhuǎn)移至冷凍干燥機(jī)中進(jìn)行冷凍干燥，干燥后得到海綿狀、輕質(zhì)多孔的柳木生物質(zhì)氣凝膠。將制得的氣凝膠樣品進(jìn)行截面的掃描電鏡檢測，結(jié)果如圖1所示。
[0010]實施例2
一種柳木生物質(zhì)氣凝膠的制備方法，包括以下步驟:
(1)、取柳木在120°c溫度下干燥，然后粉碎過180目篩，得到柳木粉末，備用；
(2)、取步驟(I)的柳木粉末溶于膽堿丙酸鹽和四氫呋喃的混合溶液中，得到柳木溶液(柳木的溶度為4%);
其中，膽堿丙酸鹽和四氫呋喃混合溶液中膽堿丙酸鹽的含量為70% ;
其中，柳木粉末溶于膽堿丙酸鹽和四氫呋喃的混合溶液的溶解溫度控制在100°C ;
(3)、將柳木溶液轉(zhuǎn)移至模具中，置于-20°C溫度下冷凍48h，然后向冷凍成型的柳木凝膠中加水，洗掉柳木凝膠中的溶劑，得到柳木水凝膠；
(4)、將步驟(3)的柳木水凝膠置于_60°C溫度下冷凍6h，然后再轉(zhuǎn)移至冷凍干燥機(jī)中進(jìn)行冷凍干燥，干燥后得到海綿狀、輕質(zhì)多孔的柳木生物質(zhì)氣凝膠。將制得的氣凝膠樣品進(jìn)行截面的掃描電鏡檢測，結(jié)果如圖2所示。
[0011]實施例3
一種柳木生物質(zhì)氣凝膠的制備方法，包括以下步驟:
(1)、取柳木在100°c溫度下干燥，然后粉碎過180目篩，得到柳木粉末，備用；
(2)、取步驟(I)的柳木粉末溶于膽堿丙酸鹽和四氫呋喃的混合溶液中，得到柳木溶液(柳木的溶度為2%);
其中，膽堿丙酸鹽和四氫呋喃混合溶液中膽堿丙酸鹽的含量為40% ;
其中，柳木粉末溶于膽堿丙酸鹽和四氫呋喃的混合溶液的溶解溫度控制在80°C ;
(3)、將柳木溶液轉(zhuǎn)移至模具中，置于-80°C溫度下冷凍24h，然后向冷凍成型的柳木凝膠中加水，洗掉柳木凝膠中的溶劑，得到柳木水凝膠；
(4)、將步驟(3)的柳木水凝膠置于_40°C溫度下冷凍12h，然后再轉(zhuǎn)移至冷凍干燥機(jī)中進(jìn)行冷凍干燥，干燥后得到海綿狀、輕質(zhì)多孔的柳木生物質(zhì)氣凝膠。
【主權(quán)項】
1.一種柳木生物質(zhì)氣凝膠的制備方法，其特征在于:包括以下步驟: (1)、取柳木在80-120°C溫度下干燥，然后粉碎過180目篩，得到柳木粉末，備用； (2)、取步驟(I)的柳木粉末溶于膽堿丙酸鹽和四氫呋喃的混合溶液中，得到柳木溶液； (3)、將柳木溶液轉(zhuǎn)移至模具中，置于-20°C到-100°C溫度下冷凍12-48h，然后向冷凍成型的柳木凝膠中加水，洗掉柳木凝膠中的溶劑，得到柳木水凝膠； (4)、將步驟(3)的柳木水凝膠置于-10到_60°C溫度下冷凍6-24h，然后再轉(zhuǎn)移至冷凍干燥機(jī)中進(jìn)行冷凍干燥，干燥后得到海綿狀、輕質(zhì)多孔的柳木生物質(zhì)氣凝膠。2.如權(quán)利要求1所述一種柳木生物質(zhì)氣凝膠的制備方法，其特征在于:所述膽堿丙酸鹽和四氫呋喃混合溶液中膽堿丙酸鹽的含量為20-60%。3.如權(quán)利要求1所述一種柳木生物質(zhì)氣凝膠的制備方法，其特征在于:所述步驟(2)中，柳木粉末溶于膽堿丙酸鹽和四氫呋喃的混合溶液的溶解溫度控制在25-100°C。4.如權(quán)利要求1所述一種柳木生物質(zhì)氣凝膠的制備方法，其特征在于:所述步驟(2)中得到的柳木溶液中柳木的濃度為1_4%。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種柳木生物質(zhì)氣凝膠的制備方法，包括以下步驟：（1）、取柳木干燥后粉碎，得到柳木粉末；（2）、取柳木粉末溶于膽堿丙酸鹽和四氫呋喃的混合溶液中，得到柳木溶液；（3）、將柳木溶液轉(zhuǎn)移至模具中，置于-20℃到-100℃溫度下冷凍12-48h，得到柳木水凝膠；（4）、將步驟（3）的柳木水凝膠置于-10到-60℃溫度下冷凍6-24h，然后再轉(zhuǎn)移至冷凍干燥機(jī)中進(jìn)行冷凍干燥，得到氣凝膠。本發(fā)明以柳木為原料制備生物質(zhì)凝膠，制備過程中使用到的溶劑為膽堿丙酸鹽和四氫呋喃的混合溶液，該溶劑溶解能力強(qiáng)、溶解溫度低、并且無腐蝕性，整個制備過程工序簡單，不需要使用耐腐蝕設(shè)備，制備成本較低，投資成本較低，實用性強(qiáng)，易實現(xiàn)工業(yè)化推廣。
【IPC分類】C08L97/02, C08J9/28, C08J3/11
【公開號】CN105111494
【申請?zhí)枴緾N201510537975
【發(fā)明人】許愛榮, 徐航, 汪小偉, 時清亮
【申請人】河南科技大學(xué)
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年8月28日