一种兼具pH值和离子强度响应的光子晶体水凝胶薄膜、其制备方法及应用

摘要

本发明公开了一种兼具pH值和离子强度响应的光子晶体水凝胶薄膜、其制备方法及应用。所述光子晶体水凝胶薄膜包括Fe₃O₄纳米粒子和聚丙烯酰胺-甲基丙烯酸羟乙酸水凝胶；所述Fe₃O₄纳米粒子均匀分散于水凝胶中，呈一维链状排列，纳米粒子在薄膜中的浓度为1～50mg/mL。所述的光子晶体水凝胶薄膜的制备方法，包括将Fe₃O₄纳米粒子和水凝胶单体均匀混合，通过紫外光使其发生固化反应，最后浸于可溶性碳酸盐水溶液中，从而得到所需薄膜。本发明的制备方法操作简单，可重复性强，便于大规模制备，得到的薄膜羧基量可控，薄膜呈单色，pH值或离子强度刺激下有明显的颜色变化，适宜于裸眼检测。

主权项

一种兼具pH值和离子强度响应的光子晶体水凝胶薄膜的制备方法，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：(1)光子晶体水凝胶前体的制备：将Fe₃O₄纳米粒子、丙烯酰胺、甲基丙烯酸羟乙酯、甲叉双丙烯酰胺和光引发剂均匀分散于有机溶剂中，得到光子晶体水凝胶前体的悬浊液；每毫升光子晶体水凝胶前体中含有Fe₃O₄纳米粒子1mg～50mg，丙烯酰胺100mg～600mg，甲基丙烯酸羟乙酯10mg～500mg，甲叉双丙烯酰胺1mg～20mg，和光引发剂0.1mg～1mg；(2)固化光子晶体水凝胶薄膜的制备：将步骤(1)中光子晶体水凝胶前体的悬浊液铺成薄膜；加载磁场，使上述薄膜显色，得到具有结构色的薄膜；照射紫外光固化所述显色薄膜，从而得到固化的光子晶体水凝胶薄膜；其中，固化的光子晶体水凝胶薄膜的主要成分为聚丙烯酰胺‑甲基丙烯酸羟乙酯；(3)光子晶体水凝胶薄膜的制备：将步骤(2)中固化的光子晶体水凝胶薄膜浸泡在可溶性碳酸盐水溶液中，使聚丙烯酰胺‑甲基丙烯酸羟乙酯的酯基水解为羧基，然后浸泡在去离子水中，即得所需的光子晶体水凝胶薄膜；其中，Fe₃O₄纳米粒子在薄膜中的浓度为1mg/mL～50mg/mL。