一種ZnO/纖維素複合氣凝膠的製備方法與流程
2023-05-13 07:12:06 2
本發明涉及一種ZnO/纖維素複合氣凝膠的製備方法，具體涉及在再生纖維素氣凝膠上原位合成氧化鋅納米顆粒的製備方法。
背景技術：
氣凝膠是一種新型的輕質納米多孔性非晶固態材料,是目前世界上最輕的固體材料之一。其孔洞率高達80-99.8％，孔洞的尺寸一般為1-100nm,其比表面積高達200-1000m2/g,而密度變化範圍可至3-500kg/m3,是一種具有多種特殊性質和廣闊應用前景的新型多孔材料。氣凝膠是在保持水凝膠或有機凝膠三維網絡結構不變的情況下，將內部的溶劑除去後得到的多孔材料。氣凝膠具有低密度、高孔隙率、高比表面積和低熱導率等一系列優良的性質，可應用於國防軍工、航空航天、生命組織工程等領域，用來製作超高效隔熱保溫材料、超級電容器、水淨化濾膜和催化劑載體等。
纖維素作為一種產量大、來源廣的高分子材料，具有良好的生物相容性、可降解性而且無毒、無汙染，屬於環境友好型材料。纖維素是葡萄糖結構單元通過1,4糖苷鍵連接而成的天然線性高分子，含有大量可反應的羥基，可以通過分子內和分子間氫鍵進行凝膠化，從而得到物理交聯的三維網絡氣凝膠材料。纖維素溶解後通過添加溶劑再生形成氣凝膠，賦予氣凝膠許多優良的性質，例如無毒、可降解和生物相容性等，在很多領域都有著廣泛的應用前景。但是由於纖維素分子內和分子間存在大量的氫鍵作用，形成了高度結晶的超分子結構，導致纖維素不熔融，也很難溶於常規的溶劑。
離子液體作為一類近年來被廣泛關注的新型纖維素高效溶劑，完全由陽離子和陰離子構成，一般在室溫下為液體。它從傳統高溫熔融鹽演變而來，但與常規的離子化合物又有著很大的不同，常規的離子化合物只有在高溫下才能變成液態，而離子液體在室溫附近很寬的溫度範圍內均為液態，有些離子液體的凝固點甚至可達到-96℃；此外，離子液體的結構具有更大的可設計性，即可通過修飾或調變陰陽離子的種類或結構來調控離子液體的物理化學性質，以滿足特定的應用需求。因其不易揮發、低蒸氣壓、溶解能力強、可設計性、熱穩定性和化學穩定性好等優點，被廣泛應用於有機合成、催化反應、氣體吸收、藥物分離、材料製備和電化學等領域。與傳統溶劑體系相比，離子液體為纖維素的溶解、提取及製備提供了更廣闊的平臺。
氧化鋅作為一種重要的寬禁帶半導體材料，在太陽能電池、催化劑、化妝品、壓敏電阻和生物傳感器等方面廣泛應用。但當納米粉體被用作催化劑時，通常有易團聚、難回收、易造成二次汙染等問題，若把氣凝膠材料作為載體，將納米顆粒均勻負載在氣凝膠上，就可以很好的解決以上問題。
技術實現要素：
針對以上技術問題，本發明公開了一種ZnO/纖維素複合氣凝膠的製備方法。本發明利用離子液體溶解的方法製備了纖維素氣凝膠，並以這種多孔材料為載體，原位合成了分布均勻、大小均一的ZnO球形納米顆粒，解決了金屬氧化物粉末易團聚、難回收、易造成二次汙染和催化效率低的問題。
本發明的技術方案如下：
將微晶纖維素在一定條件下溶解再生，溶劑置換後冷凍乾燥得到再生纖維素氣凝膠，再以氣凝膠作為載體，在纖維素鏈上原位合成ZnO納米顆粒，經乾燥處理得到ZnO/纖維素複合氣凝膠。
1.原料的預處理
為了達到更好的溶解效果，用於製備氣凝膠的微晶纖維素需要烘乾處理，離子液體需用乙酸乙酯洗滌多遍去除雜質，旋蒸3h後在真空乾燥箱中進行乾燥，直到離子液體中水分含量低於1％。
2.再生纖維素氣凝膠的製備
將微晶纖維素加入離子液體，水浴加熱攪拌直至溶液澄清透明；將溶液倒入模具後真空或超聲脫泡處理，冷卻至室溫後加水再生出表面平整的水凝膠。經溶劑置換後凍幹可得到氣凝膠。因為纖維素溶液的濃度對氣凝膠的性質有很大影響，用不同的纖維素溶液濃度製備出的氣凝膠有不同的密度，比表面積和強度等，所以改變纖維素與離子液體的比例，可以得到作為載體最佳的纖維素氣凝膠。該步驟中，溶解纖維素的溶劑為1-烯丙基-3-甲基咪唑氯鹽離子液體。
3.纖維素鏈上原位合成ZnO球形納米顆粒的方法
將製備好的纖維素氣凝膠浸泡在醋酸鋅溶液後，用去離子水浸洗氣凝膠，洗去雜質及沒有固定的Zn離子。油浴加熱二甘醇與醋酸鋅溶液，放入氣凝膠充分攪拌反應。取出氣凝膠，冷卻後分別用去離子水、乙醇、叔丁醇清洗氣凝膠，冷凍乾燥得到ZnO/纖維素複合氣凝膠。因醋酸鋅濃度及水解時間對ZnO顆粒大小及分布情況影響較大，且ZnO顆粒大小及分布情況會影響氣凝膠的比表面積，從而影響催化效果，所以通過改變醋酸鋅濃度及水解時間，可以得到最佳的ZnO/纖維素複合氣凝膠。
本發明所使用的纖維素溶劑為離子液體，屬於綠色環保的新型溶劑，不易揮發，安全性高，因而不會腐蝕設備，加之離子液體可回收利用，便不會對環境造成汙染。本發明所使用的設備均為常用的實驗設備，簡單易操作。本發明製備的ZnO/纖維素複合氣凝膠中ZnO球形納米顆粒分布均勻、大小均一，解決了金屬氧化物粉末易團聚、難回收和催化效率低等問題，用途廣泛，屬於高附加值產品。
具體實施方式
本發明技術方案不局限於下列實施例，還包括各個實施例間的任意組合。
本發明的優選實施例詳述如下：
實施例1：本實施例中製備ZnO/纖維素複合氣凝膠的方法按下述步驟進行：
(1)離子液體和乙酸乙酯混合攪拌，倒入分液漏鬥後靜置10min，將離子液體移出；重複3次，將離子液體倒入圓底燒瓶在55℃旋蒸3h,放入真空乾燥箱80℃烘乾3-5天，定期更換五氧化二磷，直至離子液體中水分含量低於1％才可被用於實驗；將離子液體水浴加熱至70℃，加入2wt％(微晶纖維素與離子液體質量比)真空乾燥後的的微晶纖維素，磁力攪拌1h直至溶液澄清透明；
(2)將溶液倒入模具，放入真空乾燥箱脫泡30min後冷卻至室溫；將模具封上保鮮膜並用針管扎出小孔，放置12h，使溶液表面與空氣中水分形成一層再生膜；添加去離子水再生出纖維素水凝膠，得到表面平整的水凝膠；清洗水凝膠使得離子液體完全除去，用AgNO3溶液檢測溶液沒有白色沉澱產生即可；再用乙醇、叔丁醇依次置換出溶劑後放入冰箱預凍12h，再冷凍乾燥24h得到氣凝膠；
(3)將製備好的纖維素氣凝膠浸泡在1wt％的醋酸鋅溶液中3h,以達到吸收平衡，用去離子水浸洗氣凝膠3次後油浴加熱二甘醇溶液至170℃，放入氣凝膠，加入1wt％醋酸鋅溶液(醋酸鋅溶液與二甘醇體積比為1:10)充分攪拌反應15min；取出氣凝膠冷卻1h，分別用去離子水、乙醇、叔丁醇清洗氣凝膠，預凍12h後冷凍乾燥24h。最終製備的複合氣凝膠比表面積為270.91m2/g，得到的ZnO顆粒大小約為110.0±11.0nm。
實施例2：本實施例中製備ZnO/纖維素複合氣凝膠的方法按下述步驟進行：
(1)離子液體和乙酸乙酯混合攪拌，倒入分液漏鬥後靜置10min，將離子液體移出；重複3次，將離子液體倒入圓底燒瓶在55℃旋蒸3h,放入真空乾燥箱80℃烘乾3-5天，定期更換五氧化二磷，直至離子液體中水分含量低於1％才可被用於實驗；將離子液體水浴加熱至70℃，加入0.5wt％(微晶纖維素與離子液體質量比)真空乾燥後的的微晶纖維素，磁力攪拌1h直至溶液澄清透明；
(2)將溶液倒入模具，放入真空乾燥箱脫泡30min後冷卻至室溫；將模具封上保鮮膜並用針管扎出小孔，放置12h，使溶液表面與空氣中水分形成一層再生膜；添加去離子水再生出纖維素水凝膠，得到表面平整的水凝膠；清洗水凝膠使得離子液體完全除去，用AgNO3溶液檢測溶液沒有白色沉澱產生即可；再用乙醇、叔丁醇依次置換出溶劑後放入冰箱預凍12h，再冷凍乾燥24h得到氣凝膠；
(3)將製備好的纖維素氣凝膠浸泡在1wt％的醋酸鋅溶液中3h,以達到吸收平衡，用去離子水浸洗氣凝膠3次後油浴加熱二甘醇溶液至170℃，放入氣凝膠，加入1wt％醋酸鋅溶液(醋酸鋅溶液與二甘醇體積比為1:10)充分攪拌反應15min；取出氣凝膠冷卻1h，分別用去離子水、乙醇、叔丁醇清洗氣凝膠，預凍12h後冷凍乾燥24h。
實施例3：本實施例中製備ZnO/纖維素複合氣凝膠的方法按下述步驟進行：
(1)離子液體和乙酸乙酯混合攪拌離子液體和乙酸乙酯混合攪拌，倒入分液漏鬥後靜置10min，將離子液體移出；重複3次，將離子液體倒入圓底燒瓶在55℃旋蒸3h,放入真空乾燥箱80℃烘乾3-5天，定期更換五氧化二磷，直至離子液體中水分含量低於1％才可被用於實驗；將離子液體水浴加熱至70℃，加入1wt％(微晶纖維素與離子液體質量比)真空乾燥後的的微晶纖維素，磁力攪拌1h直至溶液澄清透明；
(2)將溶液倒入模具，放入真空乾燥箱脫泡30min後冷卻至室溫；將模具封上保鮮膜並用針管扎出小孔，放置12h，使溶液表面與空氣中水分形成一層再生膜；添加去離子水再生出纖維素水凝膠，得到表面平整的水凝膠；清洗水凝膠使得離子液體完全除去，用AgNO3溶液檢測溶液沒有白色沉澱產生即可；再用乙醇、叔丁醇依次置換出溶劑後放入冰箱預凍12h，再冷凍乾燥24h得到氣凝膠；
(3)將製備好的纖維素氣凝膠浸泡在1wt％的醋酸鋅溶液中3h,以達到吸收平衡，用去離子水浸洗氣凝膠3次後油浴加熱二甘醇溶液至170℃，放入氣凝膠，加入1wt％醋酸鋅溶液(醋酸鋅溶液與二甘醇體積比為1:10)充分攪拌反應15min；取出氣凝膠冷卻1h，分別用去離子水、乙醇、叔丁醇清洗氣凝膠，預凍12h後冷凍乾燥24h。
實施例4：本實施例中製備ZnO/纖維素複合氣凝膠的方法按下述步驟進行：
(1)離子液體和乙酸乙酯混合攪拌離子液體和乙酸乙酯混合攪拌，倒入分液漏鬥後靜置10min，將離子液體移出；重複3次，將離子液體倒入圓底燒瓶在55℃旋蒸3h,放入真空乾燥箱80℃烘乾3-5天，定期更換五氧化二磷，直至離子液體中水分含量低於1％才可被用於實驗；將離子液體水浴加熱至70℃，加入5wt％(微晶纖維素與離子液體質量比)真空乾燥後的的微晶纖維素，磁力攪拌1h直至溶液澄清透明；
(2)將溶液倒入模具，放入真空乾燥箱脫泡30min後冷卻至室溫；將模具封上保鮮膜並用針管扎出小孔，放置12h，使溶液表面與空氣中水分形成一層再生膜；添加去離子水再生出纖維素水凝膠，得到表面平整的水凝膠；清洗水凝膠使得離子液體完全除去，用AgNO3溶液檢測溶液沒有白色沉澱產生即可；再用乙醇、叔丁醇依次置換出溶劑後放入冰箱預凍12h，再冷凍乾燥24h得到氣凝膠；
(3)將製備好的纖維素氣凝膠浸泡在1wt％的醋酸鋅溶液中3h,以達到吸收平衡，用去離子水浸洗氣凝膠3次後油浴加熱二甘醇溶液至170℃，放入氣凝膠，加入1wt％醋酸鋅溶液(醋酸鋅溶液與二甘醇體積比為1:10)充分攪拌反應15min；取出氣凝膠冷卻1h，分別用去離子水、乙醇、叔丁醇清洗氣凝膠，預凍12h後冷凍乾燥24h。
實施例5：本實施例中製備ZnO/纖維素複合氣凝膠的方法按下述步驟進行：
(1)離子液體和乙酸乙酯混合攪拌離子液體和乙酸乙酯混合攪拌，倒入分液漏鬥後靜置10min，將離子液體移出；重複3次，將離子液體倒入圓底燒瓶在55℃旋蒸3h,放入真空乾燥箱80℃烘乾3-5天，定期更換五氧化二磷，直至離子液體中水分含量低於1％才可被用於實驗；將離子液體水浴加熱至70℃，加入2wt％(微晶纖維素與離子液體質量比)真空乾燥後的的微晶纖維素，磁力攪拌1h直至溶液澄清透明；
(2)將溶液倒入模具，放入真空乾燥箱脫泡60min後冷卻至室溫；將模具封上保鮮膜並用針管扎出小孔，放置12h，使溶液表面與空氣中水分形成一層再生膜；添加去離子水再生出纖維素水凝膠，得到表面平整的水凝膠；清洗水凝膠使得離子液體完全除去，用AgNO3溶液檢測溶液沒有白色沉澱產生即可；再用乙醇、叔丁醇依次置換出溶劑後放入冰箱預凍12h，再冷凍乾燥24h得到氣凝膠；
(3)將製備好的纖維素氣凝膠浸泡在1wt％的醋酸鋅溶液中3h,以達到吸收平衡，用去離子水浸洗氣凝膠3次後油浴加熱二甘醇溶液至170℃，放入氣凝膠，加入1wt％醋酸鋅溶液(醋酸鋅溶液與二甘醇體積比為1:10)充分攪拌反應15min；取出氣凝膠冷卻1h，分別用去離子水、乙醇、叔丁醇清洗氣凝膠，預凍12h後冷凍乾燥24h。
實施例6：本實施例中製備ZnO/纖維素複合氣凝膠的方法按下述步驟進行：
(1)離子液體和乙酸乙酯混合攪拌離子液體和乙酸乙酯混合攪拌，倒入分液漏鬥後靜置10min，將離子液體移出；重複3次，將離子液體倒入圓底燒瓶在55℃旋蒸3h,放入真空乾燥箱80℃烘乾3-5天，定期更換五氧化二磷，直至離子液體中水分含量低於1％才可被用於實驗；將離子液體水浴加熱至70℃，加入2wt％(微晶纖維素與離子液體質量比)真空乾燥後的的微晶纖維素，磁力攪拌1h直至溶液澄清透明；
(2)將溶液倒入模具，超聲脫泡30min後冷卻至室溫；將模具封上保鮮膜並用針管扎出小孔，放置12h，使溶液表面與空氣中水分形成一層再生膜；添加去離子水再生出纖維素水凝膠，得到表面平整的水凝膠；清洗水凝膠使得離子液體完全除去，用AgNO3溶液檢測溶液沒有白色沉澱產生即可；再用乙醇、叔丁醇依次置換出溶劑後放入冰箱預凍12h，再冷凍乾燥24h得到氣凝膠；
(3)將製備好的纖維素氣凝膠浸泡在1wt％的醋酸鋅溶液中3h,以達到吸收平衡，用去離子水浸洗氣凝膠3次後油浴加熱二甘醇溶液至170℃，放入氣凝膠，加入1wt％醋酸鋅溶液(醋酸鋅溶液與二甘醇體積比為1:10)充分攪拌反應15min；取出氣凝膠冷卻1h，分別用去離子水、乙醇、叔丁醇清洗氣凝膠，預凍12h後冷凍乾燥24h。
實施例7：本實施例中製備ZnO/纖維素複合氣凝膠的方法按下述步驟進行：
(1)離子液體和乙酸乙酯混合攪拌離子液體和乙酸乙酯混合攪拌，倒入分液漏鬥後靜置10min，將離子液體移出；重複3次，將離子液體倒入圓底燒瓶在55℃旋蒸3h,放入真空乾燥箱80℃烘乾3-5天，定期更換五氧化二磷，直至離子液體中水分含量低於1％才可被用於實驗；將離子液體水浴加熱至70℃，加入2wt％(微晶纖維素與離子液體質量比)真空乾燥後的的微晶纖維素，磁力攪拌1h直至溶液澄清透明；
(2)將溶液倒入模具，放入真空乾燥箱脫泡30min後冷卻至室溫；將模具封上保鮮膜並用針管扎出小孔，放置12h，使溶液表面與空氣中水分形成一層再生膜；添加去離子水再生出纖維素水凝膠，得到表面平整的水凝膠；清洗水凝膠使得離子液體完全除去，用AgNO3溶液檢測溶液沒有白色沉澱產生即可；再用乙醇、叔丁醇依次置換出溶劑後放入冰箱預凍12h，再冷凍乾燥24h得到氣凝膠；
(3)將製備好的纖維素氣凝膠浸泡在0.25wt％的醋酸鋅溶液中3h,以達到吸收平衡，用去離子水浸洗氣凝膠3次後油浴加熱二甘醇溶液至170℃，放入氣凝膠，加入0.25wt％醋酸鋅溶液(醋酸鋅溶液與二甘醇體積比為1:10)充分攪拌反應15min；取出氣凝膠冷卻1h，分別用去離子水、乙醇、叔丁醇清洗氣凝膠，預凍12h後冷凍乾燥24h。最終製備的複合氣凝膠比表面積為131.24m2/g，得到的ZnO顆粒大小約為27.7±3.4nm。
實施例8：本實施例中製備ZnO/纖維素複合氣凝膠的方法按下述步驟進行：
(1)離子液體和乙酸乙酯混合攪拌離子液體和乙酸乙酯混合攪拌，倒入分液漏鬥後靜置10min，將離子液體移出；重複3次，將離子液體倒入圓底燒瓶在55℃旋蒸3h,放入真空乾燥箱80℃烘乾3-5天，定期更換五氧化二磷，直至離子液體中水分含量低於1％才可被用於實驗；將離子液體水浴加熱至70℃，加入2wt％(微晶纖維素與離子液體質量比)真空乾燥後的的微晶纖維素，磁力攪拌1h直至溶液澄清透明；
(2)將溶液倒入模具，放入真空乾燥箱脫泡30min後冷卻至室溫；將模具封上保鮮膜並用針管扎出小孔，放置12h，使溶液表面與空氣中水分形成一層再生膜；添加去離子水再生出纖維素水凝膠，得到表面平整的水凝膠；清洗水凝膠使得離子液體完全除去，用AgNO3溶液檢測溶液沒有白色沉澱產生即可；再用乙醇、叔丁醇依次置換出溶劑後放入冰箱預凍12h，再冷凍乾燥24h得到氣凝膠；
(3)將製備好的纖維素氣凝膠浸泡在0.5wt％的醋酸鋅溶液中3h,以達到吸收平衡，用去離子水浸洗氣凝膠3次後油浴加熱二甘醇溶液至170℃，放入氣凝膠，加入0.5wt％醋酸鋅溶液(醋酸鋅溶液與二甘醇體積比為1:10)充分攪拌反應15min；取出氣凝膠冷卻1h，分別用去離子水、乙醇、叔丁醇清洗氣凝膠，預凍12h後冷凍乾燥24h。最終製備的複合氣凝膠比表面積為208.12m2/g，得到的ZnO顆粒大小約為53.5±4.6nm。
實施例9：本實施例中製備ZnO/纖維素複合氣凝膠的方法按下述步驟進行：
(1)離子液體和乙酸乙酯混合攪拌離子液體和乙酸乙酯混合攪拌，倒入分液漏鬥後靜置10min，將離子液體移出；重複3次，將離子液體倒入圓底燒瓶在55℃旋蒸3h,放入真空乾燥箱80℃烘乾3-5天，定期更換五氧化二磷，直至離子液體中水分含量低於1％才可被用於實驗；將離子液體水浴加熱至70℃，加入2wt％(微晶纖維素與離子液體質量比)真空乾燥後的的微晶纖維素，磁力攪拌1h直至溶液澄清透明；
(2)將溶液倒入模具，放入真空乾燥箱脫泡30min後冷卻至室溫；將模具封上保鮮膜並用針管扎出小孔，放置12h，使溶液表面與空氣中水分形成一層再生膜；添加去離子水再生出纖維素水凝膠，得到表面平整的水凝膠；清洗水凝膠使得離子液體完全除去，用AgNO3溶液檢測溶液沒有白色沉澱產生即可；再用乙醇、叔丁醇依次置換出溶劑後放入冰箱預凍12h，再冷凍乾燥24h得到氣凝膠；
(3)將製備好的纖維素氣凝膠浸泡在2wt％的醋酸鋅溶液中3h,以達到吸收平衡，用去離子水浸洗氣凝膠3次後油浴加熱二甘醇溶液至170℃，放入氣凝膠，加入2wt％醋酸鋅溶液(醋酸鋅溶液與二甘醇體積比為1:10)充分攪拌反應15min；取出氣凝膠冷卻1h，分別用去離子水、乙醇、叔丁醇清洗氣凝膠，預凍12h後冷凍乾燥24h。最終製備的複合氣凝膠比表面積為190.94m2/g，得到的ZnO顆粒大小約為297.6±103.1nm。
實施例10：本實施例中製備ZnO/纖維素複合氣凝膠的方法按下述步驟進行：
(1)離子液體和乙酸乙酯混合攪拌離子液體和乙酸乙酯混合攪拌，倒入分液漏鬥後靜置10min，將離子液體移出；重複3次，將離子液體倒入圓底燒瓶在55℃旋蒸3h,放入真空乾燥箱80℃烘乾3-5天，定期更換五氧化二磷，直至離子液體中水分含量低於1％才可被用於實驗；將離子液體水浴加熱至70℃，加入2wt％(微晶纖維素與離子液體質量比)真空乾燥後的的微晶纖維素，磁力攪拌1h直至溶液澄清透明；
(2)將溶液倒入模具，放入真空乾燥箱脫泡30min後冷卻至室溫；將模具封上保鮮膜並用針管扎出小孔，放置12h，使溶液表面與空氣中水分形成一層再生膜；添加去離子水再生出纖維素水凝膠，得到表面平整的水凝膠；清洗水凝膠使得離子液體完全除去，用AgNO3溶液檢測溶液沒有白色沉澱產生即可；再用乙醇、叔丁醇依次置換出溶劑後放入冰箱預凍12h，再冷凍乾燥24h得到氣凝膠；
(3)將製備好的纖維素氣凝膠浸泡在5wt％的醋酸鋅溶液中3h,以達到吸收平衡，用去離子水浸洗氣凝膠3次後油浴加熱二甘醇溶液至170℃，放入氣凝膠，加入5wt％醋酸鋅溶液(醋酸鋅溶液與二甘醇體積比為1:10)充分攪拌反應15min；取出氣凝膠冷卻1h，分別用去離子水、乙醇、叔丁醇清洗氣凝膠，預凍12h後冷凍乾燥24h。最終製備的複合氣凝膠比表面積為115.85m2/g，得到的ZnO顆粒大小約為383.6±66.9nm。
實施例11：本實施例中製備ZnO/纖維素複合氣凝膠的方法按下述步驟進行：
(1)離子液體和乙酸乙酯混合攪拌離子液體和乙酸乙酯混合攪拌，倒入分液漏鬥後靜置10min，將離子液體移出；重複3次，將離子液體倒入圓底燒瓶在55℃旋蒸3h,放入真空乾燥箱80℃烘乾3-5天，定期更換五氧化二磷，直至離子液體中水分含量低於1％才可被用於實驗；將離子液體水浴加熱至70℃，加入2wt％(微晶纖維素與離子液體質量比)真空乾燥後的的微晶纖維素，磁力攪拌1h直至溶液澄清透明；
(2)將溶液倒入模具，放入真空乾燥箱脫泡30min後冷卻至室溫；將模具封上保鮮膜並用針管扎出小孔，放置12h，使溶液表面與空氣中水分形成一層再生膜；添加去離子水再生出纖維素水凝膠，得到表面平整的水凝膠；清洗水凝膠使得離子液體完全除去，用AgNO3溶液檢測溶液沒有白色沉澱產生即可；再用乙醇、叔丁醇依次置換出溶劑後放入冰箱預凍12h，再冷凍乾燥24h得到氣凝膠；
(3)將製備好的纖維素氣凝膠浸泡在1wt％的醋酸鋅溶液中3h,以達到吸收平衡，用去離子水浸洗氣凝膠3次後油浴加熱二甘醇溶液至170℃，放入氣凝膠，加入1wt％醋酸鋅溶液(醋酸鋅溶液與二甘醇體積比為1:10)充分攪拌反應5min；取出氣凝膠冷卻1h，分別用去離子水、乙醇、叔丁醇清洗氣凝膠，預凍12h後冷凍乾燥24h。得到的ZnO顆粒大小約為5.9±2.2nm。
實施例12：本實施例中製備ZnO/纖維素複合氣凝膠的方法按下述步驟進行：
(1)離子液體和乙酸乙酯混合攪拌離子液體和乙酸乙酯混合攪拌，倒入分液漏鬥後靜置10min，將離子液體移出；重複3次，將離子液體倒入圓底燒瓶在55℃旋蒸3h,放入真空乾燥箱80℃烘乾3-5天，定期更換五氧化二磷，直至離子液體中水分含量低於1％才可被用於實驗；將離子液體水浴加熱至70℃，加入2wt％(微晶纖維素與離子液體質量比)真空乾燥後的的微晶纖維素，磁力攪拌1h直至溶液澄清透明；
(2)將溶液倒入模具，放入真空乾燥箱脫泡30min後冷卻至室溫；將模具封上保鮮膜並用針管扎出小孔，放置12h，使溶液表面與空氣中水分形成一層再生膜；添加去離子水再生出纖維素水凝膠，得到表面平整的水凝膠；清洗水凝膠使得離子液體完全除去，用AgNO3溶液檢測溶液沒有白色沉澱產生即可；再用乙醇、叔丁醇依次置換出溶劑後放入冰箱預凍12h，再冷凍乾燥24h得到氣凝膠；
(3)將製備好的纖維素氣凝膠浸泡在1wt％的醋酸鋅溶液中3h,以達到吸收平衡，用去離子水浸洗氣凝膠3次後油浴加熱二甘醇溶液至170℃，放入氣凝膠，加入1wt％醋酸鋅溶液(醋酸鋅溶液與二甘醇體積比為1:10)充分攪拌反應10min；取出氣凝膠冷卻1h，分別用去離子水、乙醇、叔丁醇清洗氣凝膠，預凍12h後冷凍乾燥24h。得到的ZnO顆粒大小約為20.8±14.9nm。
實施例13：本實施例中製備ZnO/纖維素複合氣凝膠的方法按下述步驟進行：
(1)離子液體和乙酸乙酯混合攪拌離子液體和乙酸乙酯混合攪拌，倒入分液漏鬥後靜置10min，將離子液體移出；重複3次，將離子液體倒入圓底燒瓶在55℃旋蒸3h,放入真空乾燥箱80℃烘乾3-5天，定期更換五氧化二磷，直至離子液體中水分含量低於1％才可被用於實驗；將離子液體水浴加熱至70℃，加入2wt％(微晶纖維素與離子液體質量比)真空乾燥後的的微晶纖維素，磁力攪拌1h直至溶液澄清透明；
(2)將溶液倒入模具，放入真空乾燥箱脫泡30min後冷卻至室溫；將模具封上保鮮膜並用針管扎出小孔，放置12h，使溶液表面與空氣中水分形成一層再生膜；添加去離子水再生出纖維素水凝膠，得到表面平整的水凝膠；清洗水凝膠使得離子液體完全除去，用AgNO3溶液檢測溶液沒有白色沉澱產生即可；再用乙醇、叔丁醇依次置換出溶劑後放入冰箱預凍12h，再冷凍乾燥24h得到氣凝膠；
(3)將製備好的纖維素氣凝膠浸泡在1wt％的醋酸鋅溶液中3h,以達到吸收平衡，用去離子水浸洗氣凝膠3次後油浴加熱二甘醇溶液至170℃，放入氣凝膠，加入1wt％醋酸鋅溶液(醋酸鋅溶液與二甘醇體積比為1:10)充分攪拌反應20min；取出氣凝膠冷卻1h，分別用去離子水、乙醇、叔丁醇清洗氣凝膠，預凍12h後冷凍乾燥24h。得到的ZnO顆粒大小約為219.8±45.7nm。