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)合水凝膠的制備方法。
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，以纖維素為原料制成的纖維素復(fù)合水凝膠也逐漸走進(jìn)人們生活的各個(gè)方面，廣泛的應(yīng)用于化妝品、生物醫(yī)藥、過濾、生物組織等方面，但是純的纖維素水凝膠的存在光學(xué)透明度差以及凝膠的強(qiáng)度較弱等方面的缺點(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)合水凝膠的制備方法，本發(fā)明以榴蓮殼為原料，通過過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)過一定的工藝條件制備出纖維素復(fù)合水凝膠。本發(fā)明生產(chǎn)過程綠色環(huán)保，制備出的纖維素水凝膠具有較高的強(qiáng)度以及較高的透明度。
本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是：一種纖維素復(fù)合水凝膠的制備方法，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-1~8000r.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)合水凝膠的制備：
（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，得到纖維素復(fù)合水凝膠；
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過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)，使得它具有較強(qiáng)的機(jī)械性能，同時(shí)也可以增加材料的光學(xué)透明性，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)由于其具有來源豐富、且具有生物可降解性。
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)合水凝膠的制備方法，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6h，第二階段：在溫度為70℃，超聲功率為750w的條件下超聲5h，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，在最初與過硫酸銨溶液反應(yīng)的過程中需要較強(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)合水凝膠的制備：
（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，得到纖維素復(fù)合水凝膠；
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，所述的過硫酸銨溶液的濃度為1.5mol/l~3mol/l；
所制得的纖維素復(fù)合水凝膠的壓縮強(qiáng)度比純纖維素水凝膠提高了45%，光學(xué)透光率提高了19%；所述的純纖維素水凝膠為：由步驟三中未經(jīng)過步驟三（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（3）正常的生產(chǎn)工藝條件制備出的純纖維素水凝膠。
實(shí)施例二、
一種纖維素復(fù)合水凝膠的制備方法，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，在最初與過硫酸銨溶液反應(yīng)的過程中需要較強(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)合水凝膠的制備：
（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，得到纖維素復(fù)合水凝膠；
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，所述的過硫酸銨溶液的濃度為1.5mol/l~3mol/l；
所制得的纖維素復(fù)合水凝膠的壓縮強(qiáng)度比純纖維素水凝膠提高了81%，光學(xué)透光率提高了49%；所述的純纖維素水凝膠為：由步驟三中未經(jīng)過步驟三（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（3）正常的生產(chǎn)工藝條件制備出的純纖維素水凝膠。
實(shí)施例三、
一種纖維素復(fù)合水凝膠的制備方法，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，浸漬在過硫酸銨溶液中36h，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4h，第二階段：在溫度為70℃，超聲功率為750w的條件下超聲4h，第三階段：在溫度為60℃，超聲功率為250w的條件下超聲4h，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，在最初與過硫酸銨溶液反應(yīng)的過程中需要較強(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)合水凝膠的制備：
（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，得到纖維素復(fù)合水凝膠；
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，所述的過硫酸銨溶液的濃度為1.5mol/l~3mol/l；
所制得的纖維素復(fù)合水凝膠的壓縮強(qiáng)度比純纖維素水凝膠提高了62%，光學(xué)透光率提高了30%；所述的純纖維素水凝膠為：由步驟三中未經(jīng)過步驟三（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（3）正常的生產(chǎn)工藝條件制備出的純纖維素水凝膠。
實(shí)施例四、
一種纖維素復(fù)合水凝膠的制備方法，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，在最初與過硫酸銨溶液反應(yīng)的過程中需要較強(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)合水凝膠的制備：
（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，得到纖維素復(fù)合水凝膠；
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，所述的過硫酸銨溶液的濃度為1.5mol/l~3mol/l；
所制得的纖維素復(fù)合水凝膠的壓縮強(qiáng)度比純纖維素水凝膠提高了35%，光學(xué)透光率提高了15%；所述的純纖維素水凝膠為：由步驟三中未經(jīng)過步驟三（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（3）正常的生產(chǎn)工藝條件制備出的純纖維素水凝膠。
本方案未詳述技術(shù)為現(xiàn)有技術(shù)。