本发明涉及水凝胶，具体而言，涉及一种纤维素热致变色水凝胶及其制备方法和应用。
背景技术：
1、近年来世界工业迅猛崛起所带来的能源短缺问题引发广泛关注。作为一种节能设备，热致变色型具有结构简单，制造成本低，自动化程度高以及调光效果理想等优势，因此备受研究者们追捧。与普通玻璃窗相比，热致变色型智能窗能够根据外界环境温度的变化自发调节太阳光的透过率，该过程不消耗额外能量，且结构相对简单，成本较低，易于制造。热致变色型智能窗的优势在于能够在极小的能源消耗甚至不消耗额外能源的情况下，调节室内的采光、温度等因素，是一种非常有前途的建筑节能技术。
2、常用于制备热致变色智能窗的水凝胶材料主要有聚n-异丙基丙烯酰胺(pnipam)和n-乙烯基己内酰胺(pnvcl)等。目前，热致变色水凝胶的相变温度普遍较高，无法满足热致变色智能窗所要求的27℃左右的人体舒适温度条件，不利于热致变色智能窗的实际应用，因此要想使其应用于热致变色智能窗，调节相变温度并提升其热响应速率，对热致变色智能窗的应用具有十分重大的意义。
3、有鉴于此，特提出本发明。
技术实现思路
1、本发明的一个目的在于提供一种纤维素热致变色水凝胶，以解决现有技术中的纤维素热致变色水凝胶的相变温度普遍较高，无法满足热致变色智能窗所要求的27℃左右的人体舒适温度条件的技术问题。本发明的纤维素热致变色水凝胶可实现相变温度在15～80℃范围内可调。
2、本发明的另一个目的在于提供一种所述的纤维素热致变色水凝胶的制备方法，主要是采用纤维素作为水凝胶材料，通过无机盐来调整水凝胶的相变温度，实现相变温度在15～80℃范围内进行调控，操作流程简便，条件温和。
3、为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
4、一种纤维素热致变色水凝胶，包括纤维素、无机盐和水；所述纤维素和所述无机盐的质量比为1:(1～10)，所述纤维素热致变色水凝胶中，所述纤维素和所述无机盐的总质量含量为0.1％～5％；所述纤维素热致变色水凝胶的相变温度为15～80℃。
5、一些实施方式中，所述纤维素和所述无机盐的质量比为1:(4～8)。
6、一些实施方式中，所述纤维素和所述无机盐的总质量含量1％～4.5％。
7、一些实施方式中，所述纤维素包括羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、甲基纤维素、羟乙基纤维素和羧甲基纤维素中的至少一种。
8、一些实施方式中，所述无机盐包括十水合硫酸钠、七水合硫酸镁和二水合碳酸钾中的至少一种。
9、如上所述的纤维素热致变色水凝胶的制备方法，包括以下步骤：
10、将纤维素和水混合并进行热处理，得到纤维素溶液；再将所述纤维素溶液和无机盐的混合体系进行搅拌处理，得到纤维素热致变色水凝胶。
11、一些实施方式中，所述纤维素和所述水的用量比为(0.5～1)g:100ml。
12、一些实施方式中，所述热处理的温度为70～85℃，所述热处理的时间为0.5～6h。
13、一些实施方式中，所述搅拌处理在室温条件下进行，所述搅拌处理的时间为20～40min。
14、如上所述的纤维素热致变色水凝胶在节能智能窗、智能穿戴材料或温度传感中的应用。
15、一些实施方式中，智能窗，包括：四周密封的两玻璃板以及位于两玻璃板之间的纤维素热致变色水凝胶，所述纤维素热致变色水凝胶为所述的纤维素热致变色水凝胶，或者所述的纤维素热致变色水凝胶的制备方法制备得到的纤维素热致变色水凝胶。
16、与现有技术相比，本发明的有益效果为：
17、(1)本发明的纤维素热致变色水凝胶，通过各组分的协调配合，可降低水凝胶的相变温度，实现相变温度在15～80℃范围内可调；该纤维素热致变色水凝胶材料具有辐射制冷特性，能对温度信号做出快速响应，可以在节能智能窗、智能可穿戴、温度传感及热管理等方面具有巨大的应用潜力。
18、(2)本发明纤维素热致变色水凝胶的制备方法，采用纤维素作为水凝胶材料，通过无机盐来调整水凝胶的相变温度，实现相变温度在15～80℃范围内进行调控，制备工艺简单，条件温和，有利于批量生产，得到的纤维素热致变色水凝胶材料具有辐射制冷特性，能对温度信号做出快速响应。
1.一种纤维素热致变色水凝胶，其特征在于，包括纤维素、无机盐和水；所述纤维素和所述无机盐的质量比为1:(1～10)，所述纤维素热致变色水凝胶中，所述纤维素和所述无机盐的总质量含量为0.1％～5％；所述纤维素热致变色水凝胶的相变温度为15～80℃。
2.根据权利要求1所述的纤维素热致变色水凝胶，其特征在于，所述纤维素和所述无机盐的质量比为1:(4～8)。
3.根据权利要求1所述的纤维素热致变色水凝胶，其特征在于，所述纤维素和所述无机盐的总质量含量1％～4.5％。
4.根据权利要求1所述的纤维素热致变色水凝胶，其特征在于，所述纤维素包括羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、甲基纤维素、羟乙基纤维素和羧甲基纤维素中的至少一种。
5.根据权利要求1或4所述的纤维素热致变色水凝胶，其特征在于，所述无机盐包括十水合硫酸钠、七水合硫酸镁和二水合碳酸钾中的至少一种。
6.如权利要求1～5中任一项所述的纤维素热致变色水凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的纤维素热致变色水凝胶的制备方法，其特征在于，所述纤维素和所述水的用量比为(0.5～1)g:100ml。
8.根据权利要求6所述的纤维素热致变色水凝胶的制备方法，其特征在于，所述热处理的温度为70～85℃，所述热处理的时间为0.5～6h。
9.根据权利要求6所述的纤维素热致变色水凝胶的制备方法，其特征在于，所述搅拌处理在室温条件下进行，所述搅拌处理的时间为20～40min。
10.如权利要求1～5中任一项所述的纤维素热致变色水凝胶在节能智能窗、智能穿戴材料或温度传感中的应用。
