纳米粒子均相掺杂的高强度智能化水凝胶的制备方法

摘要

本发明公开了一种纳米粒子均相掺杂的高强度智能化水凝胶的制备方法，先通过形成互穿网络凝胶得到高强度水凝胶，再将金属离子固定在凝胶网络的活性基团上，并借助化学共沉淀法引发凝胶体系中的金属离子发生原位反应生成纳米金属或金属氧化物粒子，稳定均匀分散于高强度水凝胶的网络结构中，从而制备得到纳米粒子均相掺杂的高强度智能化水凝胶。本发明方法制备的水凝胶不但机械强度好、均匀透明，而且保持了相应的纳米粒子的环境响应能力特性，是一种极具价值的新型智能材料，拓展了水凝胶的应用前景。本发明方法操作简单、条件温和、产物稳定、性能优良、应用范围广泛，且可根据需要合成不同智能化特征的高强度水凝胶。

主权项

一种纳米粒子均相掺杂的高强度智能化水凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)配制浓度为0.1～4mol/L的第一单体溶液，加入浓度为第一单体溶液浓度的0.01％～2％的引发剂、浓度为第一单体溶液浓度的0.1％～5％的交联剂，在20℃～70℃、惰性气体保护下充分反应6～18小时，制备得到第一网络凝胶；(2)将所述的第一网络凝胶浸泡入浓度为0.1～6mol/L的第二单体和浓度为第二单体溶液浓度的0.1～1％的引发剂的混合溶液中，在20℃～70℃、惰性气体保护下反应6～18小时，得到具有互穿网络凝胶；(3)将所述的互穿网络凝胶进行脱水处理，得到脱水凝胶；(4)将脱水凝胶置于0.1～2mol/L的金属离子溶液中充分溶胀，得到吸附有金属离子的互穿网络凝胶；(5)调节所述的吸附有金属离子的互穿网络凝胶的pH值或温度，引发凝胶网络结构内纳米粒子的原位反应，生成稳定存在于凝胶结构中的纳米粒子，得到纳米粒子均相掺杂的高强度智能化水凝胶；其中，所述的第一单体为2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸，所述的引发剂为过硫酸钾或过氧化苯甲酰，所述的交联剂为N，N‑亚甲基双丙烯酰胺，所述的第二单体为丙烯酰胺类及丙烯酸类单体。