本發(fā)明屬于天然高分子材料合成領(lǐng)域，具體涉及一種纖維素復(fù)合氣凝膠的制備方法。

背景技術(shù)：

纖維素作為自然界中儲(chǔ)量豐富的天然高分子生物質(zhì)材料之一，其具有較好的生物相容性、可再生性以及生物可降解性，已引起人們廣泛的關(guān)注，纖維素基氣凝膠是一種三維網(wǎng)絡(luò)，是將其中的液體溶劑除去而形成的一種高度多孔材料，目前纖維素基氣凝膠逐漸走進(jìn)人們生活的各個(gè)方面，廣泛的應(yīng)用于化妝品、催化、器官移植、吸附、醫(yī)藥載體等方面，但是純的纖維素氣凝膠的存在韌性差、比表面積較小等方面的缺點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種纖維素復(fù)合氣凝膠的制備方法，本發(fā)明以榴蓮殼為原料，通過(guò)過(guò)硫酸銨氧化降解制備出羧基化納米纖維素，然后將制備出的羧基化納米纖維素與纖維素溶解液進(jìn)行復(fù)合，經(jīng)過(guò)一定的工藝條件制備出纖維素復(fù)合氣凝膠。本發(fā)明生產(chǎn)過(guò)程綠色環(huán)保，制備出的纖維素氣凝膠具有較高的強(qiáng)度以及較大的比表面積。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是：一種纖維素復(fù)合氣凝膠的制備方法，步驟如下：

步驟一、榴蓮殼的預(yù)處理：將收集的廢棄的榴蓮殼均勻切成小塊，然后對(duì)其表面的污垢進(jìn)行清洗，在40℃~60℃進(jìn)行真空干燥，干燥時(shí)間為24h~36h，在粉碎機(jī)中進(jìn)行粉碎處理，過(guò)篩，篩選出粒徑為100~200目的殼粉，待用；

步驟二、羧基化納米纖維素的制備：取一定量步驟一中的殼粉，浸漬在過(guò)硫酸銨溶液中12h~36h，在60℃~80℃進(jìn)行超聲攪拌6h~12h，得到懸浮液，在懸浮液中加入一定量的蒸餾水進(jìn)行稀釋，然后在轉(zhuǎn)速為6000r.min^-1~12000r.min^-1的離心機(jī)中進(jìn)行離心，離心至中性后在4000r.min^-1~7000r.min^-1轉(zhuǎn)速下收集上層膠體，將得到的膠體放入冷凍干燥箱中，在-20℃~-10℃進(jìn)行真空冷凍干燥12h~48h，得粉狀羧基化納米纖維素，待用；

步驟三、纖維素復(fù)合氣凝膠的制備：

（1）、將一定量的蒸餾水加入到步驟二得到粉狀羧基化納米纖維素中，超聲處理1h~3h，得到分散較均勻的膠體，待用；

（2）、將一定量纖維素加入到堿-脲-水復(fù)合體系中，然后加入一定量的環(huán)氧氯丙烷，攪拌溶解后得到纖維素溶解液，與一定量步驟（1）中的膠體進(jìn)行混合，在30℃~50℃進(jìn)行1h~3h交聯(lián)反應(yīng)，得纖維素復(fù)合液；

（3）、將步驟（2）中的纖維素復(fù)合液倒入一定的模具中，放入凝固液中0.5h~12h，脫模后將凝膠放入蒸餾水中24h~48h，得纖維素復(fù)合水凝膠，將纖維素復(fù)合水凝膠在-20℃~-10℃進(jìn)行冷凍處理，處理時(shí)間為12h~36h，然后在-40℃~-20℃的條件下進(jìn)行抽真空冷凍干燥，干燥時(shí)間為24h~72h，得纖維素復(fù)合氣凝膠。

進(jìn)一步的，所述的堿-脲-水復(fù)合體系為氫氧化鈉-尿素-水、氫氧化鋰-尿素-水、氫氧化鈉-尿素-硫脲-水、氫氧化鋰-尿素-硫脲-水、氫氧化鈉-硫脲-水、氫氧化鋰-硫脲-水中的一種；其中，堿的含量為4%~9%，脲的含量為7%~18%，水的含量為89%~73%。

進(jìn)一步的，所述的堿-脲-水復(fù)合體系是經(jīng)過(guò)一定條件預(yù)先處理的，所述的一定條件是指將按一定質(zhì)量比的堿和脲在溶于蒸餾水中，得到常溫下的堿-脲-水溶液，然后將堿-脲-水溶液在-20℃~-10℃進(jìn)行冷凍24h~48h，得堿-脲-水復(fù)合體系。

進(jìn)一步的，所述的纖維素為竹纖維、棉纖維、草纖維中的一種。

進(jìn)一步的，所述的凝固液為蒸餾水、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%稀硫酸、乙醇和甲醇的質(zhì)量比為1:1混合液、純乙醇、純甲醇中的一種。

進(jìn)一步的，所述的纖維素與堿-脲-水復(fù)合體系的質(zhì)量比為1:100~12:100。

進(jìn)一步的，所述的環(huán)氧氯丙烷與堿-脲-水復(fù)合體系的體積ml/質(zhì)量g比為0.5：100~3:100。

進(jìn)一步的，所述的粉狀羧基化納米纖維素與纖維素的質(zhì)量比為0.001:1~0.1:1。

進(jìn)一步的，所述的過(guò)硫酸銨溶液的濃度為1.5mol/l~3mol/l。

本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1.榴蓮作為“水果之王”越來(lái)越受到人們的青睞，榴蓮殼占榴蓮總重量的2/3，榴蓮殼中含有豐富的纖維素、半纖維素、木質(zhì)素等成分，但是榴蓮殼常常作為一種廢棄物被人們丟棄，這樣大大浪費(fèi)了資源，本發(fā)明以榴蓮殼為原料通過(guò)過(guò)硫酸銨溶液直接氧化降解制備出羧基化納米纖維素，在國(guó)內(nèi)外還較少有這方面的報(bào)道；

2.將制備出的羧基化納米纖維素與堿-脲-水復(fù)合體系溶解的纖維素溶解液進(jìn)行復(fù)合，由于納米纖維素具有納米尺度的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，且其具有較大的長(zhǎng)徑比，使得它可以增強(qiáng)材料的機(jī)械強(qiáng)度以及增強(qiáng)材料的韌性，并且納米纖維素在與其它材料進(jìn)行混合的時(shí)候不會(huì)對(duì)原來(lái)材料的其它性質(zhì)進(jìn)行較大的影響，同時(shí)由于其具有來(lái)源豐富、且具有生物可降解性，在本發(fā)明中，通過(guò)過(guò)硫酸銨溶液氧化降解榴蓮殼制備出羧基化納米纖維素，將制得的羧基化納米纖維素與纖維素溶解液進(jìn)行復(fù)合，在凝固液中進(jìn)行脫模處理，然后在蒸餾水中進(jìn)行除去其它溶劑等凈化處理，再在一定條件下經(jīng)過(guò)冷凍干燥處理得到纖維素復(fù)合氣凝膠，該纖維素復(fù)合氣凝膠因?yàn)轸然{米纖維素的加入，在壓縮強(qiáng)度以及比表面積上均有較大的改善。

具體實(shí)施方式

結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明內(nèi)容加以詳細(xì)說(shuō)明，本實(shí)施例以本發(fā)明技術(shù)方案為前提，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。

實(shí)施例一、

一種纖維素復(fù)合氣凝膠的制備方法，步驟如下：

步驟一、榴蓮殼的預(yù)處理：將收集的廢棄的榴蓮殼均勻切成小塊，然后對(duì)其表面的污垢進(jìn)行清洗，在45℃進(jìn)行真空干燥，干燥時(shí)間為24h~36h，在粉碎機(jī)中進(jìn)行粉碎處理，過(guò)篩，篩選出粒徑為100~200目的殼粉，待用；

步驟二、羧基化納米纖維素的制備：取一定量步驟一中的殼粉，浸漬在過(guò)硫酸銨溶液中24h，在懸浮液中加入一定量的蒸餾水進(jìn)行稀釋，然后在轉(zhuǎn)速為12000r.min^-1的離心機(jī)中進(jìn)行離心，離心至中性后在8000r.min^-1轉(zhuǎn)速下收集上層膠體，將得到的膠體放入冷凍干燥箱中，在-20℃~-10℃進(jìn)行真空冷凍干燥12h~48h，得粉狀羧基化納米纖維素，待用；

步驟三、纖維素復(fù)合氣凝膠的制備：

（1）、將一定量的蒸餾水加入到步驟二得到粉狀羧基化納米纖維素中，超聲處理1h~3h，得到分散較均勻的膠體，待用；

（2）、將一定量纖維素加入到堿-脲-水復(fù)合體系中，然后加入一定量的環(huán)氧氯丙烷，攪拌溶解后得到纖維素溶解液，與一定量步驟（1）中的膠體進(jìn)行混合，在30℃~50℃進(jìn)行1h~3h交聯(lián)反應(yīng)，得纖維素復(fù)合液；

（3）、將步驟（2）中的纖維素復(fù)合液倒入一定的模具中，放入凝固液中0.5h~12h，脫模后將凝膠放入蒸餾水中24h~48h，得纖維素復(fù)合水凝膠，將制得的水凝膠浸入到純的叔丁醇中，且每隔6h更換一次純叔丁醇的，直到纖維素復(fù)合水凝膠中的水全部置換成叔丁醇，制得纖維素復(fù)合醇凝膠，然后將纖維素復(fù)合醇凝膠在-20℃的溫度下進(jìn)行預(yù)冷凍24h，然后在-40℃~-20℃的條件下進(jìn)行抽真空冷凍干燥，干燥時(shí)間為24h~72h，得纖維素復(fù)合氣凝膠，叔丁醇作為置換溶劑一方面是因?yàn)槭宥〈嫉谋c(diǎn)高，較易容易對(duì)凝膠進(jìn)行預(yù)冷凍處理，另一方面是因?yàn)槭宥〈嫉谋砻鎻埩Ρ人?，將水凝膠中的水通過(guò)叔丁醇置換可以使凝膠孔內(nèi)的毛細(xì)血管力減小，在凝膠干燥過(guò)程中減小了對(duì)凝膠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的破壞，從而使氣凝膠的收縮率降低，保持了凝膠較好的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，提高氣凝膠的比表面積；

進(jìn)一步的，所述的堿-脲-水復(fù)合體系為氫氧化鈉-尿素-水、氫氧化鋰-尿素-水、氫氧化鈉-尿素-硫脲-水、氫氧化鋰-尿素-硫脲-水、氫氧化鈉-硫脲-水、氫氧化鋰-硫脲-水中的一種；其中，堿的含量為4%~9%，脲的含量為7%~18%，水的含量為89%~73%；

進(jìn)一步的，所述的堿-脲-水復(fù)合體系是經(jīng)過(guò)一定條件預(yù)先處理的，所述的一定條件是指將按一定質(zhì)量比的堿和脲在溶于蒸餾水中，得到常溫下的堿-脲-水溶液，然后將堿-脲-水溶液在-20℃~-10℃進(jìn)行冷凍24h~48h，得堿-脲-水復(fù)合體系；

進(jìn)一步的，所述的纖維素為竹纖維、棉纖維、草纖維中的一種；

進(jìn)一步的，所述的凝固液為蒸餾水、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%稀硫酸、乙醇和甲醇的質(zhì)量比為1:1混合液、純乙醇、純甲醇中的一種；

進(jìn)一步的，所述的纖維素與堿-脲-水復(fù)合體系的質(zhì)量比為1:100~12:100；

進(jìn)一步的，所述的環(huán)氧氯丙烷與堿-脲-水復(fù)合體系的體積ml/質(zhì)量g比為0.5：100~3:100；

進(jìn)一步的，所述的粉狀羧基化納米纖維素與纖維素的質(zhì)量比為0.005:1~0.1:1；

進(jìn)一步的，所述的過(guò)硫酸銨溶液的濃度為1.5mol/l~3mol/l；

所制得的纖維素復(fù)合氣凝膠的壓縮強(qiáng)度比純纖維素氣凝膠提高了64%，比表面積提高了96%；所述的純纖維素氣凝膠為：由步驟三中未經(jīng)過(guò)步驟三（1）中的膠體進(jìn)行復(fù)合這一步驟，直接將纖維素溶解液按照步驟三（2）、（3）正常的生產(chǎn)工藝條件制備出的純纖維素氣凝膠。

實(shí)施例二、

一種纖維素復(fù)合氣凝膠的制備方法，步驟如下：

步驟一、榴蓮殼的預(yù)處理：將收集的廢棄的榴蓮殼均勻切成小塊，然后對(duì)其表面的污垢進(jìn)行清洗，在50℃進(jìn)行真空干燥，干燥時(shí)間為30h，在粉碎機(jī)中進(jìn)行粉碎處理，過(guò)篩，篩選出粒徑為100~200目的殼粉，待用；

步驟二、羧基化納米纖維素的制備：取一定量步驟一中的殼粉，浸漬在過(guò)硫酸銨溶液中24h，進(jìn)行三個(gè)階段的加熱超聲攪拌，第一階段：在溫度為80℃，超聲功率為750w的條件下超聲2h，第二階段：在溫度為70℃，超聲功率為750w的條件下超聲2h，第三階段：在溫度為60℃，超聲功率為250w的條件下超聲2h，得到懸浮液，分階段進(jìn)行加熱超聲攪拌的目的是：第一階段加熱溫度最高，超聲功率也是最大，因?yàn)榱裆彋ぶ泻休^多的纖維素、半纖維素、木質(zhì)素等成分，在最初與過(guò)硫酸銨溶液反應(yīng)的過(guò)程中需要較強(qiáng)的反應(yīng)條件，溫度升高會(huì)有利于反應(yīng)的進(jìn)行，較高的超聲功率一方面，細(xì)化了榴蓮殼中各個(gè)成分的粒徑，較高的超聲功率通過(guò)空化作用產(chǎn)生了較強(qiáng)的能量，進(jìn)一步加快了反應(yīng)的進(jìn)行。第二階段，降低了反應(yīng)的溫度，這時(shí)過(guò)硫酸銨溶液已經(jīng)將榴蓮殼中大部分的除纖維素以外的成分氧化降解，降低溫度可以減弱反應(yīng)的活性，第三階段，同時(shí)降低了溫度與超聲功率，這時(shí)過(guò)硫酸銨溶液已經(jīng)將除纖維素以外的成分基本上氧化降解掉，這時(shí)降低了溫度與超聲功率，目的是將纖維素進(jìn)行羧基化，同時(shí)將制備的羧基化纖維素進(jìn)行納米級(jí)化，得到懸浮液，在懸浮液中加入一定量的蒸餾水進(jìn)行稀釋，然后在轉(zhuǎn)速為10000r.min^-1的離心機(jī)中進(jìn)行離心，離心至中性后在7000r.min^-1轉(zhuǎn)速下收集上層膠體，將得到的膠體放入冷凍干燥箱中，在-20℃~-10℃進(jìn)行真空冷凍干燥12h~48h，得粉狀羧基化納米纖維素，待用；

步驟三、纖維素復(fù)合氣凝膠的制備：

（1）、將一定量的蒸餾水加入到步驟二得到粉狀羧基化納米纖維素中，超聲處理1h~3h，得到分散較均勻的膠體，待用；

（2）、將一定量纖維素加入到堿-脲-水復(fù)合體系中，然后加入一定量的環(huán)氧氯丙烷，攪拌溶解后得到纖維素溶解液，與一定量步驟（1）中的膠體進(jìn)行混合，在30℃~50℃進(jìn)行1h~3h交聯(lián)反應(yīng)，得纖維素復(fù)合液；

（3）、將步驟（2）中的纖維素復(fù)合液倒入一定的模具中，放入凝固液中0.5h~12h，脫模后將凝膠放入蒸餾水中24h~48h，得纖維素復(fù)合水凝膠，將纖維素復(fù)合水凝膠在-20℃~-10℃進(jìn)行冷凍處理，處理時(shí)間為12h~36h，然后在-40℃~-20℃的條件下進(jìn)行抽真空冷凍干燥，干燥時(shí)間為24h~72h，得纖維素復(fù)合氣凝膠；

進(jìn)一步的，所述的堿-脲-水復(fù)合體系為氫氧化鈉-尿素-水、氫氧化鋰-尿素-水、氫氧化鈉-尿素-硫脲-水、氫氧化鋰-尿素-硫脲-水、氫氧化鈉-硫脲-水、氫氧化鋰-硫脲-水中的一種；其中，堿的含量為4%~9%，脲的含量為7%~18%，水的含量為89%~73%；

進(jìn)一步的，所述的堿-脲-水復(fù)合體系是經(jīng)過(guò)一定條件預(yù)先處理的，所述的一定條件是指將按一定質(zhì)量比的堿和脲在溶于蒸餾水中，得到常溫下的堿-脲-水溶液，然后將堿-脲-水溶液在-20℃~-10℃進(jìn)行冷凍24h~48h，得堿-脲-水復(fù)合體系；

進(jìn)一步的，所述的纖維素為竹纖維、棉纖維、草纖維中的一種；

進(jìn)一步的，所述的凝固液為蒸餾水、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%稀硫酸、乙醇和甲醇的質(zhì)量比為1:1混合液、純乙醇、純甲醇中的一種；

進(jìn)一步的，所述的纖維素與堿-脲-水復(fù)合體系的質(zhì)量比為1:100~12:100；

進(jìn)一步的，所述的環(huán)氧氯丙烷與堿-脲-水復(fù)合體系的體積ml/質(zhì)量g比為0.5：100~3:100；

進(jìn)一步的，所述的粉狀羧基化納米纖維素與纖維素的質(zhì)量比為0.005:1~0.1:1；

進(jìn)一步的，所述的過(guò)硫酸銨溶液的濃度為1.5mol/l~3mol/l；

所制得的纖維素復(fù)合氣凝膠的壓縮強(qiáng)度比純纖維素氣凝膠提高了81%，比表面積提高了36%；所述的純纖維素氣凝膠為：由步驟三中未經(jīng)過(guò)步驟三（1）中的膠體進(jìn)行復(fù)合這一步驟，直接將纖維素溶解液按照步驟三（2）、（3）正常的生產(chǎn)工藝條件制備出的純纖維素氣凝膠。

實(shí)施例三、

一種纖維素復(fù)合氣凝膠的制備方法，步驟如下：

步驟一、榴蓮殼的預(yù)處理：將收集的廢棄的榴蓮殼均勻切成小塊，然后對(duì)其表面的污垢進(jìn)行清洗，在60℃進(jìn)行真空干燥，干燥時(shí)間為36h，在粉碎機(jī)中進(jìn)行粉碎處理，過(guò)篩，篩選出粒徑為100~200目的殼粉，待用；

步驟二、羧基化納米纖維素的制備：取一定量步驟一中的殼粉，浸漬在過(guò)硫酸銨溶液中36h，在80℃進(jìn)行超聲攪拌6h，得到懸浮液，在懸浮液中加入一定量的蒸餾水進(jìn)行稀釋，然后在轉(zhuǎn)速為12000r.min^-1的離心機(jī)中進(jìn)行離心，離心至中性后在8000r.min^-1轉(zhuǎn)速下收集上層膠體，將得到的膠體放入冷凍干燥箱中，在-20℃~-10℃進(jìn)行真空冷凍干燥12h~48h，得粉狀羧基化納米纖維素，待用；

步驟三、纖維素復(fù)合氣凝膠的制備：

（1）、將一定量的蒸餾水加入到步驟二得到粉狀羧基化納米纖維素中，超聲處理1h~3h，得到分散較均勻的膠體，待用；

（2）、將一定量纖維素加入到堿-脲-水復(fù)合體系中，然后加入一定量的環(huán)氧氯丙烷，攪拌溶解后得到纖維素溶解液，與一定量步驟（1）中的膠體進(jìn)行混合，在30℃~50℃進(jìn)行1h~3h交聯(lián)反應(yīng)，得纖維素復(fù)合液；

（3）、將步驟（2）中的纖維素復(fù)合液倒入一定的模具中，放入凝固液中0.5h~12h，脫模后將凝膠放入蒸餾水中24h~48h，得纖維素復(fù)合水凝膠，將纖維素復(fù)合水凝膠在-20℃~-10℃進(jìn)行冷凍處理，處理時(shí)間為12h~36h，然后在-40℃~-20℃的條件下進(jìn)行抽真空冷凍干燥，干燥時(shí)間為24h~72h，得纖維素復(fù)合氣凝膠；

進(jìn)一步的，所述的堿-脲-水復(fù)合體系為氫氧化鈉-尿素-水、氫氧化鋰-尿素-水、氫氧化鈉-尿素-硫脲-水、氫氧化鋰-尿素-硫脲-水、氫氧化鈉-硫脲-水、氫氧化鋰-硫脲-水中的一種；其中，堿的含量為4%~9%，脲的含量為7%~18%，水的含量為89%~73%；

進(jìn)一步的，所述的堿-脲-水復(fù)合體系是經(jīng)過(guò)一定條件預(yù)先處理的，所述的一定條件是指將按一定質(zhì)量比的堿和脲在溶于蒸餾水中，得到常溫下的堿-脲-水溶液，然后將堿-脲-水溶液在-20℃~-10℃進(jìn)行冷凍24h~48h，得堿-脲-水復(fù)合體系；

進(jìn)一步的，所述的纖維素為竹纖維、棉纖維、草纖維中的一種；

進(jìn)一步的，所述的凝固液為蒸餾水、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%稀硫酸、乙醇和甲醇的質(zhì)量比為1:1混合液、純乙醇、純甲醇中的一種；

進(jìn)一步的，所述的纖維素與堿-脲-水復(fù)合體系的質(zhì)量比為1:100~12:100；

進(jìn)一步的，所述的環(huán)氧氯丙烷與堿-脲-水復(fù)合體系的體積ml/質(zhì)量g比為0.5：100~3:100；

進(jìn)一步的，所述的粉狀羧基化納米纖維素與纖維素的質(zhì)量比為0.001:1~0.1:1；

進(jìn)一步的，所述的過(guò)硫酸銨溶液的濃度為1.5mol/l~3mol/l；

所制得的纖維素復(fù)合氣凝膠的壓縮強(qiáng)度比純纖維素氣凝膠提高了48%，比表面積提高了34%；所述的純纖維素氣凝膠為：由步驟三中未經(jīng)過(guò)步驟三（1）中的膠體進(jìn)行復(fù)合這一步驟，直接將纖維素溶解液按照步驟三（2）、（3）正常的生產(chǎn)工藝條件制備出的純纖維素氣凝膠。

實(shí)施例四、

一種纖維素復(fù)合氣凝膠的制備方法，步驟如下：

步驟一、榴蓮殼的預(yù)處理：將收集的廢棄的榴蓮殼均勻切成小塊，然后對(duì)其表面的污垢進(jìn)行清洗，在40℃進(jìn)行真空干燥，干燥時(shí)間為24h，在粉碎機(jī)中進(jìn)行粉碎處理，過(guò)篩，篩選出粒徑為100~200目的殼粉，待用；

步驟二、羧基化納米纖維素的制備：取一定量步驟一中的殼粉，浸漬在過(guò)硫酸銨溶液中12h，進(jìn)行三個(gè)階段的加熱超聲攪拌，第一階段：在溫度為80℃，超聲功率為750w的條件下超聲6h，第二階段：在溫度為70℃，超聲功率為750w的條件下超聲6h，第三階段：在溫度為60℃，超聲功率為250w的條件下超聲6h，得到懸浮液，分階段進(jìn)行加熱超聲攪拌的目的是：第一階段加熱溫度最高，超聲功率也是最大，因?yàn)榱裆彋ぶ泻休^多的纖維素、半纖維素、木質(zhì)素等成分，在最初與過(guò)硫酸銨溶液反應(yīng)的過(guò)程中需要較強(qiáng)的反應(yīng)條件，溫度升高會(huì)有利于反應(yīng)的進(jìn)行，較高的超聲功率一方面，細(xì)化了榴蓮殼中各個(gè)成分的粒徑，較高的超聲功率通過(guò)空化作用產(chǎn)生了較強(qiáng)的能量，進(jìn)一步加快了反應(yīng)的進(jìn)行。第二階段，降低了反應(yīng)的溫度，這時(shí)過(guò)硫酸銨溶液已經(jīng)將榴蓮殼中大部分的除纖維素以外的成分氧化降解，降低溫度可以減弱反應(yīng)的活性，第三階段，同時(shí)降低了溫度與超聲功率，這時(shí)過(guò)硫酸銨溶液已經(jīng)將除纖維素以外的成分基本上氧化降解掉，這時(shí)降低了溫度與超聲功率，目的是將纖維素進(jìn)行羧基化，同時(shí)將制備的羧基化纖維素進(jìn)行納米級(jí)化，得到懸浮液，在懸浮液中加入一定量的蒸餾水進(jìn)行稀釋，然后在轉(zhuǎn)速為6000r.min^-1的離心機(jī)中進(jìn)行離心，離心至中性后在5000r.min^-1轉(zhuǎn)速下收集上層膠體，將得到的膠體放入冷凍干燥箱中，在-20℃~-10℃進(jìn)行真空冷凍干燥12h~48h，得粉狀羧基化納米纖維素，待用；

步驟三、纖維素復(fù)合氣凝膠的制備：

（1）、將一定量的蒸餾水加入到步驟二得到粉狀羧基化納米纖維素中，超聲處理1h~3h，得到分散較均勻的膠體，待用；

（2）、將一定量纖維素加入到堿-脲-水復(fù)合體系中，然后加入一定量的環(huán)氧氯丙烷，攪拌溶解后得到纖維素溶解液，與一定量步驟（1）中的膠體進(jìn)行混合，在30℃~50℃進(jìn)行1h~3h交聯(lián)反應(yīng)，得纖維素復(fù)合液；

（3）、將步驟（2）中的纖維素復(fù)合液倒入一定的模具中，放入凝固液中0.5h~12h，脫模后將凝膠放入蒸餾水中24h~48h，得纖維素復(fù)合水凝膠，將制得的水凝膠浸入到純的叔丁醇中，且每隔6h更換一次純叔丁醇的，直到纖維素復(fù)合水凝膠中的水全部置換成叔丁醇，制得纖維素復(fù)合醇凝膠，然后將纖維素復(fù)合醇凝膠在-20℃的溫度下進(jìn)行預(yù)冷凍24h，然后在-40℃~-20℃的條件下進(jìn)行抽真空冷凍干燥，干燥時(shí)間為24h~72h，得纖維素復(fù)合氣凝膠，叔丁醇作為置換溶劑一方面是因?yàn)槭宥〈嫉谋c(diǎn)高，較易容易對(duì)凝膠進(jìn)行預(yù)冷凍處理，另一方面是因?yàn)槭宥〈嫉谋砻鎻埩Ρ人?，將水凝膠中的水通過(guò)叔丁醇置換可以使凝膠孔內(nèi)的毛細(xì)血管力減小，在凝膠干燥過(guò)程中減小了對(duì)凝膠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的破壞，從而使氣凝膠的收縮率降低，保持了凝膠較好的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，提高氣凝膠的比表面積；

進(jìn)一步的，所述的堿-脲-水復(fù)合體系為氫氧化鈉-尿素-水、氫氧化鋰-尿素-水、氫氧化鈉-尿素-硫脲-水、氫氧化鋰-尿素-硫脲-水、氫氧化鈉-硫脲-水、氫氧化鋰-硫脲-水中的一種；其中，堿的含量為4%~9%，脲的含量為7%~18%，水的含量為89%~73%；

進(jìn)一步的，所述的堿-脲-水復(fù)合體系是經(jīng)過(guò)一定條件預(yù)先處理的，所述的一定條件是指將按一定質(zhì)量比的堿和脲在溶于蒸餾水中，得到常溫下的堿-脲-水溶液，然后將堿-脲-水溶液在-20℃~-10℃進(jìn)行冷凍24h~48h，得堿-脲-水復(fù)合體系；

進(jìn)一步的，所述的纖維素為竹纖維、棉纖維、草纖維中的一種；

進(jìn)一步的，所述的凝固液為蒸餾水、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%稀硫酸、乙醇和甲醇的質(zhì)量比為1:1混合液、純乙醇、純甲醇中的一種；

進(jìn)一步的，所述的纖維素與堿-脲-水復(fù)合體系的質(zhì)量比為1:100~12:100；

進(jìn)一步的，所述的環(huán)氧氯丙烷與堿-脲-水復(fù)合體系的體積ml/質(zhì)量g比為0.5：100~3:100；

進(jìn)一步的，所述的粉狀羧基化納米纖維素與纖維素的質(zhì)量比為0.001:1~0.1:1；

進(jìn)一步的，所述的過(guò)硫酸銨溶液的濃度為1.5mol/l~3mol/l；

所制得的纖維素復(fù)合氣凝膠的壓縮強(qiáng)度比純纖維素氣凝膠提高了74%，比表面積提高了83%；所述的純纖維素氣凝膠為：由步驟三中未經(jīng)過(guò)步驟三（1）中的膠體進(jìn)行復(fù)合這一步驟，直接將纖維素溶解液按照步驟三（2）、（3）正常的生產(chǎn)工藝條件制備出的純纖維素氣凝膠。

本方案未詳述技術(shù)為現(xiàn)有技術(shù)。