一种石墨烯改性纤维素膜及其制备方法
阅读：418发布：2020-05-08
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1.一种石墨烯改性纤维素膜的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：
先将石墨烯材料溶于离子液体中，再向其中加入溶胀后的纤维素，在搅拌下加热至60-
150℃以使其溶解、混匀，之后经过铸膜、水洗、增塑和干燥，得到纤维素膜；
所述石墨烯材料与所述纤维素的重量比为2～4:100；
所述纤维素在离子液体中的重量占比为5％-30％；
所述溶胀后的纤维素由以下方法制得：
将所述纤维素在50～70℃的碱液中浸泡15min～30min，之后压榨去除碱液。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述纤维素源自木材、棉花、棉短绒、麦草、稻草、植物秸秆、芦苇、麻、桑皮、楮皮和甘蔗渣中的一种或多种。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述离子液体包含咪唑型阳离子与阴离子。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述咪唑型阳离子选自1-乙基-3-甲基咪唑阳离子、1-烯丙基-3-甲基咪唑阳离子、1-丙基-3-甲基-咪唑阳离子和1-丁基-3-甲基-咪唑阳离子中的一种或多种；
所述阴离子选自氯离子、溴离子、甲酸根离子、醋酸根离子、丙酸根离子、丁酸根离子和磷酸甲酯离子中一种或多种。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述咪唑型阳离子为1-乙基-3-甲基咪唑阳离子；所述阴离子为氯离子和/或溴离子。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，将石墨烯材料溶于离子液体的方法为：
将石墨烯材料加入到温度为60～150℃的离子液体中，搅拌30～60min。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，将石墨烯材料溶于离子液体之前先对石墨烯材料预处理：
将石墨烯材料溶于溶剂中，并加入分散剂，经过超声分散后，喷雾干燥。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂选自水和/或乙醇。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述分散剂选自羧甲基纤维素、聚乙烯醇、吡咯烷酮类、脂肪酸类、脂肪族酰胺类和酯类中的一种或多种。
10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述分散剂的加入重量为所述石墨烯材料的1-20％。
11.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述铸膜的方法为：在40-50℃的凝固浴中经过喷丝成膜。
12.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述水洗的温度为20-60℃。
13.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述增塑的方法为：在45-65℃的塑化剂中浸泡20-50秒；所述塑化剂选自甘油、聚乙二醇、三甘醇和二甘醇中的至少一种。
14.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述干燥的方法为：在80-90℃下烘干2～5min。
15.一种石墨烯改性纤维素膜，其特征在于，采用权利要求1-14任一项所述的制备方法制得，并且所述石墨烯改性纤维素膜的远红外温升高≥2.4℃，纵横平均撕裂强度≥56N/mm，纵向伸长率≥18％，横向伸长率≥20％。
一种石墨烯改性纤维素膜及其制备方法
技术领域
背景技术
[0002] 当今社会更加注重环境友好与可持续发展的方法和工艺的开发，纤维素作为地球上储量最丰富的、可再生的生物质资源，具有生物相容性好、易降解、易衍生化的优点，将成为未来化工生产的主要原料之一。但是纤维素分子内和分子间氢键，使得纤维素既不能熔融，也不溶于普通的有机溶剂，工业上加工纤维素最常用的还是黏胶法，需要使用二硫化碳，给环境造成了严重污染。
[0003] 离子液体是在室温或室温附近温度下呈液态的由离子构成的物质，具有不挥发、可操作温度范围宽(-40～300℃)、热稳定性和化学稳定性好、易与其它物质分离、可以循环利用的优点。近年来离子液体作为纤维素的溶剂引起了广泛的关注。
[0004] 以离子液体为溶解体系制备功能性再生纤维素膜，一般的方法是在离子液体/纤维素溶液中加入有机和/或无机的功能性添加剂(例如石墨烯、碳纳米管、壳聚糖、炭黑、纳米碳纤维等)，以此来制备再生纤维素功能膜。由于离子液体/纤维素溶液的粘度极大，很难使石墨烯均匀的分散，导致制备的再生纤维素膜拉伸强度和断裂伸长率较低，很难满足地膜领域的应用。
[0005] 有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
[0006] 本发明的第一目的在于提供上述石墨烯改性纤维素膜的制备方法，所述的制备方法解决了石墨烯与纤维素混合不均匀的问题，纤维素在离子液体中溶解度不高的问题，并且无需加入其它助剂，原料成本低，同时流程简单、易推广。
[0007] 本发明的第二目的在于提供一种石墨烯改性的纤维素膜，所述的纤维素膜解决了引入功能添加剂后纤维素膜强度降低的问题。
[0008] 为了实现以上目的，本发明提供了以下技术方案：
[0009] 一种石墨烯改性纤维素膜的制备方法，包括下列步骤：
[0010] 先将石墨烯材料溶于离子液体中，再向其中加入溶胀后的纤维素，使其溶解、混匀，之后经过铸膜、水洗、增塑和干燥，得到纤维素膜。
[0011] 在以上方法中，前两步混合石墨烯材料和纤维素的步骤对纤维素膜的性能非常重要，尤其是纤维膜的强度，这两步主要实现以下目的：一、避免先将纤维素溶于离子液体后无法与石墨烯材料混匀的问题，即先将石墨烯材料溶于离子液体中，再加入纤维素可以提高石墨烯材料在纤维素中的分散均匀度；二、使纤维素溶胀，从而保证石墨烯材料保持层状的结构穿透到纤维素内部，加速纤维素的溶解，并使两者混合更均匀。
[0012] 优选地，所述石墨烯材料与纤维素的重量比为0.5～5:100，优选2～4:100。
[0013] 优选地，所述纤维素在离子液体中的含量为5-30wt％，优选地可以为10-15wt％，15-20wt％，甚至是25-30wt％。
[0014] 纤维素浓度过低会导致后期不能成膜，而浓度过高会导致纤维素溶解不完全。原则上，纤维素在离子液体中的浓度不会超过20wt％，但由于纤维素前期的溶胀，再加上分散在离子液体中石墨烯的剪切作用，使得纤维素的浓度超过20wt％，甚至达到30wt％。
[0015] 本发明所用的原料——石墨烯材料(graphene materials，GM)是指由石墨烯单独或堆垛而成、层数不超过10层的碳纳米材料，包括石墨烯、双层石墨烯、多层石墨烯，包括通过修饰、改性或功能化等方式实现某些特定功能，如改性石墨烯、氧化石墨烯、还原氧化石墨烯等(参见石墨烯联盟标准T/CGIA 001-2017)。
[0016] 本发明所用的纤维素指任意的纤维素，包括天然纤维素或经过改性的天然纤维素等，本发明对其来源不作限定，例如，源自木材、棉花、棉短绒、麦草、稻草、植物秸秆、芦苇、麻、桑皮、楮皮和甘蔗渣中的一种或多种的纤维素均可。
[0017] 在前两步的混合中，所用的溶剂——离子液体的类型以及纤维素的溶胀程度对结果都有影响，其优选的方案如下。
[0018] 优选地，所述离子液体包含咪唑型阳离子与阴离子。
[0019] 咪唑型阳离子型的离子液体对石墨烯材料具有更好的分散性，两者之间存在π-π和阳离子-π的相互作用，并且咪唑型阳离子的体积并不大。因此，咪唑型离子液体能更好地插层进入石墨烯材料层间并吸附在其表面，增加石墨烯材料层与层间距离，使其分散均匀，抑制石墨烯的团聚，同时为石墨烯材料以层状结构插入纤维素中创造了更好的条件。另外，咪唑型离子液体较少破坏石墨烯材料的晶格结构，保留了石墨烯原有的优异性能。
[0020] 优选地，所述咪唑型阳离子选自1-乙基-3-甲基咪唑阳离子、1-烯丙基-3-甲基咪唑阳离子、1-丙基-3-甲基-咪唑阳离子和1-丁基-3-甲基-咪唑阳离子中的一种或多种，优选1-乙基-3-甲基咪唑阳离子。
[0021] 这些咪唑型阳离子容易制备，分子量小，对石墨烯材料的负面影响小。
[0024] 优选地，所述溶胀后的纤维素由以下方法制得：
[0025] 将纤维素置于碱液中，在50～70℃下浸泡，之后压榨去除碱液。
[0026] 一方面碱液对纤维素的溶解速率快，另一方面碱液容易去除，残留的部分对膜的制备影响较小。
[0027] 通常所述浸泡的时间的优选为15min～30min。碱液的浓度不宜低于9％。在浸泡之前将纤维素粉碎至粒径≤10μm，以提高溶胀效率。
[0028] 以上所用的碱液以强碱为主。
[0029] 优选地，将石墨烯材料溶于离子液体的方法为：
[0030] 将石墨烯材料加入到温度为60～150℃的离子液体中，搅拌30～60min。
[0031] 在此温度下溶解对石墨烯材料的负面影响较小，但本发明对提高混匀速度的方法不作限定，可将搅拌替换为其它方式，例如超声等。
[0032] 优选地，将石墨烯材料溶于离子液体之前先对石墨烯材料预处理：
[0033] 将石墨烯材料溶于溶剂中，并加入分散剂，经过超声分散后，喷雾干燥。
[0034] 经过以上预处理，石墨烯的层状结构得到改善，能更好地分散在纤维素中。
[0035] 优选地，所述溶剂选自水和/或乙醇。
[0037] 以上分散剂不仅对纤维素膜的负面影响小，而且均为可降解的有机碳化合物，更清洁环保。
[0038] 优选地，所述分散剂的加入重量为石墨烯材料的1-20％。
[0039] 分散剂加入量过少，改善作用不明显，而加入量过多则会产生较大的负面影响。
[0040] 优选地，所述加入溶胀后的纤维素后溶解的方法为：加热至60-150℃，搅拌。
[0041] 同上，该温度有利于保留石墨烯原有的优异性能，同时一定程度上提高了原料的溶解速度。
[0042] 以上方法中，铸膜、水洗、增塑和干燥可采用常规纤维素膜的工艺条件，也可以采用本发明所筛选的工艺条件，以适应改性纤维素膜的特性，具体如下。
[0044] 优选地，所述水洗温度为20-60℃，最优选40℃，水洗去除离子液体。
[0045] 该温度有利于提高纤维素膜的强度，为了达到同样目的，也可在其它方面改进，如下：
[0046] 优选地，所述增塑的方法为：在45-65℃的塑化剂中浸泡20-50秒；所述塑化剂优选选自甘油、聚乙二醇、三甘醇和二甘醇中的至少一种。
[0047] 优选地，所述干燥的方法为：在80-90℃下烘干2～5min。
[0048] 另外，本发明所用的凝固浴以去离子水为优，也可采用其它常规不影响石墨烯的液体。
[0049] 一种石墨烯改性的纤维素膜，主要由石墨烯材料和纤维素以0.5～5:100的重量比制成；并且所述纤维素膜的远红外温升高≥2.4℃，纵横平均撕裂强度≥56N/mm，纵向伸长率≥18％，横向伸长率≥20％。
[0050] 为获得以上性能的纤维素膜，可采用上文所述的制备方法制得。
[0051] 优选地，所述纤维素膜的远红外温升高≥2.7℃；
[0052] 优选地，所述纤维素膜的纵横平均撕裂强度≥70N/mm；
[0053] 优选地，所述纤维素膜的纵向伸长率≥28.8％；
[0054] 优选地，所述纤维素膜的横向伸长率≥32％。
[0056] 本发明测定纵横平均撕裂强度的方法为：裤形撕裂法。
[0057] 本发明测定纵向伸长率的方法为：等速伸长试验。
[0058] 本发明测定横向伸长率的方法为：等速伸长试验。
[0059] 为了丰富纤维素膜的功能，使其具有远红外性能，本发明向纤维素膜中引入了特定比例的石墨烯(石墨烯材料与纤维素的重量比为0.5～5:100)，并且改性后的纤维素膜的强度相比改性前有所提高。
[0060] 此外，由于本发明所用的纤维素和石墨烯材料均为环保可降解的材料，因此制成的纤维素膜也必然可降解，在潮湿的自然环境中6个月就能自然降解，生成水和二氧化碳。
[0061] 本发明石墨烯改性的纤维素膜的性能如上所述的水平，完全可以满足农用地膜的要求，并且相比现有地膜具有可降解、能提高土壤温度、对作物根系无伤害等优点。除可用于地膜外，本发明的纤维素膜也可用于其它领域，例如植种膜、育苗袋、包装行业等。
[0062] 综上，与现有技术相比，本发明达到了以下技术效果：
[0063] (1)石墨烯改性后的纤维素膜具有远红外功能强、强度高、可降解、应用领域广等优点。
[0064] (2)通过对纤维素的前期溶胀处理，促进了纤维素在离子液体中的溶解速度和溶解量，而且有利于石墨烯的均匀分散。
[0065] (3)通过石墨烯的引入，对纤维素的溶解也起到了积极作用。
具体实施方式
[0066] 下面将结合具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0067] 本发明所提供的石墨烯材料的类型有：
[0068] 石墨烯A：常州第六元素材料科技股份有限公司生产的“型号：SE1231”的导电导热型石墨烯。
[0069] 石墨烯B：常州第六元素材料科技股份有限公司生产的“型号：SE1430”的增强型石墨烯系列。
[0071] 实施例1
[0072] 1.纤维素的溶胀
[0073] 将玉米芯中提取的纤维素粉碎成粒径≤10μm的粉状物，将其置于浓度为16％的氢氧化钠水溶液中，在50℃浸泡30min，得到溶胀后的纤维素。
[0074] 2.石墨烯的分散
[0075] 将离子液体在80℃条件的油浴中预热一定时间，称取石墨烯C分散于1-乙基-3-甲基咪唑氯盐中，在80℃条件下搅拌60min，使石墨烯C在离子液体中分散均匀，石墨烯C的含量为0.3％。
[0076] 3.纤维素的溶解
[0077] 将步骤1中的溶胀纤维素经压榨去除碱液后，溶解于上述步骤2得到的离子液体中，加热温度控制在80℃，机械搅拌，促进纤维素快速溶解，制成的浆料中，纤维素在离子液体中的含量为15wt％。
[0078] 4.铸膜
[0079] 利用成膜设备将得到的浆料喷到40℃的去离子水内，得到石墨烯改性再生纤维素膜粗品，喷头的喷缝200微米。
[0080] 5.水洗
[0082] 6.增塑
[0083] 将石墨烯改性再生纤维素膜粗品放在塑化剂中50℃浸泡30秒，得到增塑后的石墨烯改性再生纤维素膜粗品；所述的塑化剂为甘油。
[0084] 7.干燥
[0085] 将增塑后的石墨烯改性再生纤维素膜粗品在90℃下干燥3min，得到石墨烯改性再生纤维素膜成品。
[0086] 实施例2
[0087] 与实施例1的区别仅在于加入的石墨烯C的比例不同，即在第2步中加入的石墨烯C的量减小，使其含量为0.075％。
[0088] 实施例3
[0089] 与实施例1的区别仅在于加入的石墨烯C的比例不同，即在第2步中加入的石墨烯C的量增加，使其含量为0.75％。
[0090] 实施例4-5
[0091] 与实施例1的区别仅在于加入的纤维素的比例不同，即在第3步中加入的纤维素的量分别占离子液体含量为20wt％(实施例4)和22wt％(实施例5)。
[0092] 实施例6-7
[0093] 实施例6-7与实施例1的区别仅在于加入的石墨烯材料不同，将石墨烯C分别替换为石墨烯A(实施例6)、石墨烯B(实施例7)。
[0094] 实施例8-10
[0095] 与实施例1的区别仅在于第2步中所用的离子液体不同，分别为1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐(实施例8)、1-丙基-3-甲基-咪唑氯盐(实施例9)、1-丁基-3-甲基-咪唑氯盐(实施例10)。
[0096] 实施例11
[0097] 与实施例1的区别仅在于工艺参数有区别，具体如下：
[0098] 1.纤维素的溶胀
[0099] 将玉米芯中提取的纤维素粉碎成粒径≤10μm的粉状物，将其置于浓度为10％的氢氧化钠水溶液中，在70℃浸泡15min，得到溶胀后的纤维素。
[0100] 2.石墨烯的分散
[0101] 将离子液体在150℃条件的油浴中预热一定时间，称取石墨烯C分散于1-乙基-3-甲基咪唑氯盐中，在150℃条件下搅拌30min，使石墨烯C在离子液体中分散均匀，石墨烯C的含量为0.3％。
[0102] 3.纤维素的溶解
[0103] 将步骤1中的溶胀纤维素经压榨去除碱液后，溶解于上述步骤2得到的离子液体中，加热温度控制在150℃，机械搅拌，促进纤维素快速溶解，制成的浆料中，纤维素在离子液体中的含量为15％。
[0104] 4.铸膜
[0105] 利用成膜设备将得到的浆料喷到50℃的去离子水内，得到石墨烯改性再生纤维素膜粗品，喷头的喷缝200微米。
[0106] 5.水洗
[0107] 步骤4制得的薄膜进入后续水洗槽进行水洗处理，采用逆向洗涤，水洗温度设定为40℃。
[0108] 6.增塑
[0109] 将石墨烯改性再生纤维素膜粗品放在塑化剂中65℃浸泡30秒，得到增塑后的石墨烯改性再生纤维素膜粗品；所述的塑化剂为甘油。
[0110] 7.干燥
[0111] 将增塑后的石墨烯改性再生纤维素膜粗品在95℃下干燥2min，得到石墨烯改性再生纤维素膜成品。
[0112] 实施例12
[0113] 与实施例1的区别仅在于工艺参数有区别，具体如下：
[0114] 1.纤维素的溶胀
[0115] 将玉米芯中提取的纤维素粉碎成粒径≤10μm的粉状物，将其置于浓度为10％的氢氧化钠水溶液中，在70℃浸泡15min，得到溶胀后的纤维素。
[0116] 2.石墨烯的分散
[0117] 将离子液体在60℃条件的油浴中预热一定时间，称取石墨烯C分散于1-乙基-3-甲基咪唑氯盐中，在60℃条件下搅拌60min，使石墨烯C在离子液体中分散均匀，石墨烯C的含量为0.3％。
[0118] 3.纤维素的溶解
[0119] 将步骤1中的溶胀纤维素经压榨去除碱液后，溶解于上述步骤2得到的离子液体中，加热温度控制在60℃，机械搅拌，促进纤维素快速溶解，制成的浆料中，纤维素的含量为15％。
[0120] 4.铸膜
[0121] 利用成膜设备将得到的浆料喷到50℃的去离子水内，得到石墨烯改性再生纤维素膜粗品，喷头的喷缝200微米。
[0122] 5.水洗
[0123] 步骤4制得的薄膜进入后续水洗槽进行水洗处理，采用逆向洗涤，水洗温度设定为60℃。
[0124] 6.增塑
[0125] 将石墨烯改性再生纤维素膜粗品放在塑化剂中15℃浸泡50秒，得到增塑后的石墨烯改性再生纤维素膜粗品；所述的塑化剂为聚乙二醇。
[0126] 7.干燥
[0127] 将增塑后的石墨烯改性再生纤维素膜粗品在80℃下干燥5min，得到石墨烯改性再生纤维素膜成品。
[0128] 实施例13
[0129] 与实施例1的区别在于石墨烯C与纤维素的加入量不同，具体如下：
[0130] 1.纤维素的溶胀
[0131] 将玉米芯中提取的纤维素粉碎成粒径≤10μm的粉状物，将其置于浓度为16％的氢氧化钠水溶液中，在50℃浸泡30min，得到溶胀后的纤维素。
[0132] 2.石墨烯的分散
[0133] 将离子液体在80℃条件的油浴中预热一定时间，称取石墨烯C分散于1-乙基-3-甲基咪唑氯盐中，在80℃条件下搅拌60min，使石墨烯C在离子液体中分散均匀。所述石墨烯C的含量为0.25％。
[0134] 3.纤维素的溶解
[0135] 将步骤1中的溶胀纤维素经压榨去除碱液后，溶解于上述离子液体中，加热温度控制在80℃，机械搅拌，促进纤维素快速溶解。制成的浆料中，纤维素的含量为5％。
[0136] 4.铸膜
[0137] 利用成膜设备将得到的浆料喷到40℃的去离子水内得到石墨烯改性再生纤维素膜粗品，喷头的喷缝200微米。
[0138] 5.水洗
[0139] 步骤4制得的薄膜进入后续水洗槽进行水洗处理，采用逆向洗涤，水洗温度设定为40℃。
[0140] 6.增塑
[0141] 将石墨烯改性再生纤维素膜粗品放在塑化剂中50℃浸泡30秒，得到增塑后的石墨烯改性再生纤维素膜粗品；所述的塑化剂为甘油、聚乙二醇、三甘醇、二甘醇中的至少一种；
[0142] 7.干燥
[0143] 将增塑后的石墨烯改性再生纤维素膜粗品在90℃下进行干燥3min，得到石墨烯改性再生纤维素膜成品。
[0144] 实施例14
[0145] 与实施例1的区别在于石墨烯C经过了预处理，即在将石墨烯C溶于离子液体前，对其进行如下处理：
[0146] 将石墨烯C分散于水中，再加入1wt％(相对于石墨烯)的羧甲基纤维素CMC，超声分散后喷雾干燥。
[0147] 另，离子液体中纤维素的含量为25wt％。
[0148] 其余步骤同实施例1。
[0149] 实施例15
[0150] 与实施例14的区别在于石墨烯C预处理时所加入的分散剂不同，即：
[0151] 将石墨烯C分散于水中，再加入20wt％(相对于石墨烯)的2-吡咯烷酮，超声分散后喷雾干燥。
[0152] 另，离子液体中纤维素的含量为30wt％。
[0153] 其余步骤同实施例1。
[0154] 对比例1
[0155] 与实施例1的区别在于石墨烯和纤维素的混合方式不同：
[0156] 1.纤维素的溶胀
[0157] 将玉米芯中提取的纤维素粉碎成粒径≤10μm的粉状物，将其置于浓度为16％的氢氧化钠水溶液中，在50℃浸泡30min，得到溶胀后的纤维素。
[0158] 2.石墨烯的加入
[0159] 将离子液体在80℃条件的油浴中预热一定时间，将步骤1中的溶胀纤维素经压榨去除碱液后，溶解于预热的离子液体中，搅拌一段时间，再加入石墨烯C，继续搅拌，使石墨烯C的含量为0.3％，纤维素的含量为15％。
[0160] 3.铸膜
[0161] 利用成膜设备将得到的浆料喷到40℃的去离子水内，得到石墨烯改性再生纤维素膜粗品，喷头的喷缝200微米。
[0162] 4.水洗
[0163] 步骤4制得的薄膜进入后续水洗槽进行水洗处理，采用逆向洗涤，水洗温度设定为40℃。
[0164] 5.增塑
[0165] 将石墨烯改性再生纤维素膜粗品放在塑化剂中50℃浸泡30秒，得到增塑后的石墨烯改性再生纤维素膜粗品；所述的塑化剂为甘油。
[0166] 6.干燥
[0167] 将增塑后的石墨烯改性再生纤维素膜粗品在90℃下干燥3min，得到石墨烯改性再生纤维素膜成品。
[0168] 对比例2
[0169] 1.纤维素粉末
[0170] 将玉米芯中提取的纤维素粉碎成粒径≤10μm的粉状物。
[0171] 2.石墨烯的分散
[0172] 将离子液体在80℃条件的油浴中预热一定时间，称取石墨烯C和纤维素粉末，分别分散于上述离子液体中，在80℃条件下搅拌60min，使石墨烯C的含量为0.3％，纤维素的含量为15％。
[0173] 3.铸膜
[0174] 利用成膜设备将得到的浆料喷到40℃的去离子水内，得到石墨烯改性再生纤维素膜粗品，喷头的喷缝200微米。
[0175] 4.水洗
[0176] 步骤4制得的薄膜进入后续水洗槽进行水洗处理，采用逆向洗涤，水洗温度设定为40℃。
[0177] 5.增塑
[0178] 将石墨烯改性再生纤维素膜粗品放在塑化剂中50℃浸泡30秒，得到增塑后的石墨烯改性再生纤维素膜粗品；所述的塑化剂为甘油。
[0179] 6.干燥
[0180] 将增塑后的石墨烯改性再生纤维素膜粗品在90℃下干燥3min，得到石墨烯改性再生纤维素膜成品。
[0181] 对比例3
[0182] 与实施例1的区别点在于没有加入石墨烯C，且纤维素在离子液体中的加入量占离子液体的25％。
[0183] 检测上文制得的改性再生纤维素膜的性能，结果如表1所示。
[0184] 表1
[0185]
[0186] 通过以上数据可以看出，通过对纤维素前期的溶胀，有利于石墨烯材料的引入和分散，也更有利于石墨烯发挥其功效；并且通过成功的引入石墨烯材料，使得纤维素膜的各项指标得以提升而不是降低；再者，通过对石墨烯的前期处理，不但更好地发挥了石墨烯的作用，并且减少对离子液体的污染，有利于重复利用。相比较而言，利用生物质资源制备得到的石墨烯C与纤维素复合后做成的纤维素膜在自然降解时时间相比石墨烯A和石墨烯B得到的纤维素膜更短，通过实验石墨烯C纤维素膜降解时间可以缩短到3个月，其他两种在5-6个月。
[0187] 最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
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