1. 研究目的与意义

当今世界,石油、天然气资源的储备有限,而且对它们的研究、开发和利用给地球生态环境带来的影响日趋严重,这促使了以天然资源为原料的高分子材料得以大力发展。纤维素是地球上最丰富的、可以恢复的天然资源,具有价廉、可降解并对环境不产生污染等特点。同时纤维素醚本身具有凝胶转变温度，可形成物理水凝胶，所以近年来纤维素醚的改造成为研究的热点。如纤维素功能化的基础理论研究、工艺技术和生产设备的革新、以纤维素及其衍生物为材料制备水凝胶的研究等，其中尤以水凝胶材料的研究开发最为受人关注。

水凝胶是由高分子的三维网络与水组成的多元体系,在水中只溶胀,而不溶于水,是自然界中普遍存在的一种物质形态。基于纤维素大分子的水凝胶,由于其具有较好的生物兼容性和易降解等优点,是一种理想的药物缓释剂。因而,对其的制备及其性能的研究在临床医学上又很重大的意义。在纤维素基水凝胶的合成过程中，纤维素溶剂至关重要。纤维素的溶解状况直接影响最终产物的目标性能。迄今为止，多种纤维素溶剂已经被应用于纤维素基水凝胶的合成，但各自存在缺陷。碱／尿素(硫脲) 体系是武汉大学张俐娜小组研究发现的，这种体系具有溶剂普遍、价格低、无毒等特点，发展潜力较大，引起了众多研究者的兴趣。其中金华进等提出将氢氧化钠、尿素和硫脲三者的水溶液预冷， 有利于纤维素的溶解。

本研究采用了naoh/尿素水溶液体系作为纤维素的溶剂，研究目的在于找出naoh/尿素水溶液体系溶解纤维素的最佳条件，并通过加入不同的交联剂制备出纤维素凝胶吸附剂，找出最适宜的交联剂，制备出适用于生产生活的纤维素凝胶吸附剂。

2. 国内外研究现状分析

纤维素的结构有2个明显的特点: (1) 分子间和分子内强氢键作用; (2) 纤维素纤维的局部规整的结晶序列。这两点使纤维素的溶解成为一大难题，影响到产物的加工和应用性能 要充分挖掘纤维素的应用性能，纤维素的溶解是瓶颈之一。

1、纤维素的传统溶剂体系

① 铜氨法 铜氨法的溶解机理被认为是溶解过程中形成了纤维素醇化物或是分子化合物，铜氨溶液对纤维素的溶解能力很强，但因铜和氨消耗量大，很难完全回收，而且污染严重，现已基本被淘汰目前，铜氨溶剂主要用于纤维素聚合度的测试。

3. 研究的基本内容与计划

实验计划：

溶解步骤：

1. 配制100ml NaOH/尿素溶液于200ml小烧杯中，置于冰箱中预冷15min；

2. 取2g（W_O）已恒重纤维素至200ml小烧杯中，同样置于冰箱中预冷；

3. 将溶剂置于低温恒温槽，在-10℃下加入已预冷的纤维素，以一定的转速，搅拌15min；得到澄清的溶液；

4. 将上述溶液用离心机在5000r/min下，离心30min分离出其中的不溶部分；

5. 将不溶部分分离出来后，加入蒸馏水，搅拌后继续离心，转速5000r/min，时间为10min，反复多次，直至不溶部分呈现中性（用PH试纸测试出），停止离心。再用乙醇洗涤 2次后烘干，称出其质量W。

6.计算溶解率S

S=（W_O－W）／W_O

最佳溶剂组成实验：

配制不同质量比的溶剂，溶解纤维素。质量比如下：

最佳纤维素与溶剂比实验：

取不同的纤维素与溶剂比，溶解纤维素（溶剂组成为上述实验得出的最佳溶剂组成 ），如下表：

4. 研究创新点

将纤维素直接溶解在NaOH/尿素溶剂中，制备纤维素溶液，加入交联剂直接制成纤维素凝胶吸附剂，此类吸附剂的研制暂时没有人研究。