度方向呈梯度分布，其孔徑尺寸 分布范圍為2000nm~50nm;該氣凝膠材料可用于組織工程、醫(yī)用支架材料領(lǐng)域以及污水處 理、吸附材料領(lǐng)域中。
[0039] 其中，該具有梯度孔狀結(jié)構(gòu)和性能的纖維素凝膠系材料的制備方法進(jìn)一步描述為 如下步驟：
[0040] (1)將纖維素粉末加入到離子液體中，在60~120°C下進(jìn)行加熱攪拌處理1~IOh， 然后抽真空除氣泡，得到均勻穩(wěn)定透明的纖維素離子液體溶液；
[0041 ] (2)將步驟（1)制備的纖維素離子液體溶液上方加入少量去離子水，隨后在4~60 °C溫度下靜置4h~120h，直至離子液體水溶液液面不再發(fā)生變化后，將剩余的離子液體水 溶液倒掉，即得到纖維素導(dǎo)電離子膠。
[0042] (3)將步驟(2)制備的纖維素導(dǎo)電離子膠中的離子液體全部置換成去離子水，即得 到纖維素水凝膠;通過冷凍干燥處理，該纖維素水凝膠中的去離子水被空氣置換，即得到纖 維素氣凝膠。
[0043] 所述纖維素離子膠是通過在重力及去離子水與離子液體優(yōu)異相容性的共同作用 下，去離子水自上而下擴(kuò)散滲透到纖維素離子液體溶液中，同時纖維素自上而下逐漸再生 析出，從而制得纖維素離子膠。
[0044] 所用離子液體是由帶正電的陽離子和帶負(fù)電的陰離子構(gòu)成，其中陽離子為1-甲 基-3-烯丙基咪唑離子，陰離子為氯離子。具有不揮發(fā)、化學(xué)和熱穩(wěn)定性好、可回收以及優(yōu)異 的導(dǎo)熱導(dǎo)電性能等特點。
[0045] 該具有梯度孔狀結(jié)構(gòu)和性能的纖維素離子膠優(yōu)選包括以下重量百分比的原料組 分:纖維素含量為2.0~10 %重量份，尚子液體含量為50~80 %重量份，水含量為10~48 % 重量份;具有梯度孔狀結(jié)構(gòu)和性能的纖維素水凝膠包括以下重量百分比的組分:纖維素含 量為2.0~10 %重量份，水含量為90~98 %重量份;具有梯度孔狀結(jié)構(gòu)和性能的纖維素氣凝 膠只含有纖維素。
[0046] 所述的具有梯度孔狀結(jié)構(gòu)的纖維素凝膠系材料的制備方法再進(jìn)一步描述如下：
[0047] 按照所述重量百分比將原料組分備好，然后按照下述步驟進(jìn)行制備：
[0048] (1)將200mg的聚合度為650的a-纖維素加入到5ml離子液體中，攪拌均勻后置于磁 力攪拌油浴鍋中，60~120°C下加熱攪拌1~10h。將所得溶液取出后，在真空條件下除掉溶 液中的氣泡，得到均勻穩(wěn)定透明的纖維素離子液體溶液以便于使用。其中纖維素的重量分 數(shù)為2~10%，離子液體的重量分?jǐn)?shù)為90~98% ;
[0049] (2)在該纖維素離子液體溶液上方加入少量去離子水，而后在4~60°C下靜置4~ 120h，直至離子液體水溶液液面不再發(fā)生變化后，將多余離子液體水溶液除掉，得到具有梯 度孔狀結(jié)構(gòu)和性能的纖維素離子膠。其中纖維素的重量分?jǐn)?shù)為2~10%，離子液體的重量分 數(shù)為50~80%，水的重量分?jǐn)?shù)為10~48% ;
[0050] (3)將步驟(2)制備的纖維素離子膠中的離子液體通過浸泡的方式全部置換成去 離子水，即得到纖維素水凝膠;將纖維素水凝膠在液氮中冷凍3~5min后進(jìn)行干燥處理，直 至該纖維素水凝膠中的去離子水全部升華，即得到纖維素氣凝膠。
[0051] 上述方案中所述的纖維素可以是a-纖維素，微晶纖維素，紙漿纖維素或者棉漿纖 維素中的一種，結(jié)晶度為30~40%，聚合度為650,分子量為110000左右。
[0052]有益效果
[0053]本發(fā)明由于采取上述技術(shù)方案，具有以下優(yōu)點：
[0054] 1、所得纖維素凝膠系材料具有孔狀結(jié)構(gòu)，且其孔徑沿離子膠長度方向呈現(xiàn)梯度分 布，孔徑尺寸范圍為2000nm~50nm〇
[0055] 2、所得纖維素凝膠系材料具有梯度性能，沿其凝膠長度方向相應(yīng)的力學(xué)性能、電 性能等呈梯度分布，且穩(wěn)定性優(yōu)良，生物相容性好。
[0056] 3、方法工藝簡單。只需要溶液靜置處理，即可一次性得到具有梯度孔狀結(jié)構(gòu)的纖 維素導(dǎo)電離子膠，不需要額外的制孔劑、交聯(lián)劑、催化劑以及其他導(dǎo)電成分或摻雜劑。制備 方法簡單易行，反應(yīng)條件溫和，反應(yīng)時間短，成本低廉，制備的樣品形狀和尺寸易于調(diào)控。
[0057] 4、綠色環(huán)保。本發(fā)明制備出的纖維素凝膠系材料所用的所有原料都是源于自然的 環(huán)境友好型材料。
[0058] 5、可大規(guī)模生產(chǎn)制備。本發(fā)明中纖維素凝膠系材料的制備方法簡單快捷，可進(jìn)行 大尺寸大批量的生產(chǎn)制備，具有有效的工業(yè)實際應(yīng)用價值和意義。
【附圖說明】
[0059] 圖1是本發(fā)明實施例1梯度孔狀結(jié)構(gòu)的纖維素凝膠系材料的生成過程圖
[0060] 圖2是本發(fā)明實施例1所制梯度孔狀結(jié)構(gòu)的纖維素水凝膠的實物圖及其不同部位 的孔形態(tài)、孔徑分布圖
[0061] 圖3是本發(fā)明實施例1所制梯度孔狀結(jié)構(gòu)的纖維素離子膠不同部位的阻抗圖 [0062]圖4是本發(fā)明實施例1所制梯度孔狀結(jié)構(gòu)的纖維素離子膠位置1處的強(qiáng)度展示圖
[0063] 圖5是本發(fā)明實施例1所制梯度孔狀結(jié)構(gòu)的纖維素水凝膠不同部位的壓縮強(qiáng)度-形 變圖
[0064] 圖6是本發(fā)明對比例1所制纖維素氣凝膠絲狀結(jié)構(gòu)的形貌圖
【具體實施方式】
[0065] 下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進(jìn)一步描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅限于此。
[0066] 實施例1.
[0067]將200mg的a-纖維素粉末加入5g離子液體中，置于90°C油浴中攪拌2h，得到均勻分 散的纖維素離子液體溶液。將纖維素離子液體溶液進(jìn)行真空處理去除攪拌過程中產(chǎn)生的氣 泡，隨后，在室溫(25°C)下，向裝有纖維素離子液體容器的上部加入25%體積分?jǐn)?shù)的去離子 水，靜置48h后形成具有梯度孔狀結(jié)構(gòu)的纖維素導(dǎo)電離子膠。隨后，將離子膠中的離子液體 用去離子水徹底置換，得到纖維素水凝膠，冷凍干燥處理后得到纖維素氣凝膠。
[0068] 圖1為本實施案例纖維素凝膠系材料的生成過程圖，在此過程中，去離子水緩慢向 下滲透擴(kuò)散，在其與離子液體極好的相容作用下，纖維素逐漸再生析出，最終得到體積增大 的具有梯度孔狀結(jié)構(gòu)的纖維素離子膠，以及進(jìn)一步處理后的水凝膠和氣凝膠。
[0069] 圖2為本實施案例所制備的纖維素氣凝膠的實物圖，不同部位的微觀形貌圖及孔 徑分布圖，從圖中能看出，該纖維素氣凝膠具有孔狀結(jié)構(gòu)，如圖2b所示，且在不同位置的孔 徑大小不同，從位置1到位置3,孔徑逐漸減小形成梯度分布，如圖2c所示。
[0070] 圖3為本實施案例所制備的纖維素離子膠不同位置處的阻抗圖 [0071]圖4為本實施案例所制備的纖維素離子膠位置1處的強(qiáng)度展示圖
[0072]圖5為本實施案例所制備的纖維素水凝膠不同位置處的壓縮強(qiáng)度-形變圖
[0073]表1為本實施案例所制備的纖維素離子膠不同位置處的密度、孔徑及其導(dǎo)電率 [0074]表2為本實施案例所制備的纖維素水凝膠不同位置處的壓縮強(qiáng)度及其形變量值 [0075] 實施例2.
[0076]所用材料種類及工藝流程同實施例1，不同的是a-纖維素及離子液體溶液在60°C 下加熱攪拌2h，得到均勻分散的纖維素離子液體溶液。真空處理去除氣泡后，在25°C下加入 25%體積分?jǐn)?shù)的去離子水，靜置48h后形成具有梯度孔狀結(jié)構(gòu)的纖維素離子膠。隨后，將離 子膠中的離子液體用去離子水置換完全得到纖維素水凝膠，冷凍干燥處理后得到纖維素氣 凝膠。
[0077] 實施例3.
[0078]所用材料種類及工藝流程同實施例1，不同的是a-纖維素及離子液體溶液在120°C 下加熱攪拌2h，得到均勻分散的纖維素離子液體溶液。真空處理去除氣泡后，在25°C下加入 25%體積分?jǐn)?shù)的去離子水，靜置48h后形成具有梯度孔狀結(jié)構(gòu)的纖維素導(dǎo)電離子膠。隨后， 將離子膠中的離子液體用去離子水置換完全得到纖維素水凝膠，冷凍干燥處理后得到纖維 素氣凝膠。
[0079] 實施例4.
[0080] 所用材料種類及工藝流程同實施例1，不同的是a-纖維素及離子液體溶液在90°C 下加熱攪拌6h，得到均勻分散的纖維素離子液體溶液。真空處理去除氣泡后，在25°C下加