一種多功能堿木素-Fe制造技術

本發明專利技術屬于水凝膠材料領域，提供了一種多功能堿木素

【技術實現步驟摘要】
一種多功能堿木素
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Fe
3+
聚丙烯酸網絡水凝膠的制備


[0001]本專利技術屬于水凝膠材料
，一種多功能堿木素
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Fe
3+
聚丙烯酸網絡水凝膠的制備方法。

技術介紹

[0002]公開該
技術介紹
部分的信息僅僅旨在增加對本專利技術的總體背景的理解，而不必然被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已經成為本領域一般技術人員所公知的現有技術。
[0003]水凝膠是溶脹劑為水的非流體膠體網絡或聚合物網狀，是一種高吸水、高保水、質地柔軟、類似于生物體組織的新型材料。因其具有良好的生物相容、刺激響應(溫度響應、pH值響應等)、吸水、保水、緩釋等優異的性能，被廣泛用于生物醫學、農業生產、傳感檢測等領域。但水凝膠的發展仍面臨諸多挑戰，1)傳統水凝膠制備最大的問題是凝膠化過程繁雜，一般需要外部刺激(如高溫、光刺激等)；2)制備過程中需添加環境不友好的引發劑、交聯劑；3)凝膠化時間過長。所以探究反應環境友好溫和且凝膠化迅速的功能型水凝膠制備方法具有重大意義。
[0004]之前已經有利用兒茶酚
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過渡金屬、過硫酸銨作為引發劑，亞甲基雙丙烯酰胺作為交聯劑，丙烯酸(或丙烯酰胺)作為單體快速制備多功能水凝膠的研究。但其中的引發劑、交聯劑具有一定的毒性。如果能選用來源更廣、成本更低、更綠色的原料制備多功能水凝膠將促進這類水凝膠綠色可持續的推廣應用。

技術實現思路

[0005]為了解決低毒、低成本、更綠色的問題。本專利技術提出了一種使用堿木素
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Fe
3+
、過氧化氫、丙烯酸制備多功能水凝膠的方法。
[0006]為了實現上述目的，本專利技術采用如下技術方案：
[0007]本專利技術的第一個方面，提供了一種多功能堿木素
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Fe
3+
聚丙烯酸網絡水凝膠的制備方法，包括：
[0008]將堿木素、三價鐵鹽、丙烯酸、H2O2水溶液加入氫氧化鈉溶液中混合溶解；
[0009]待上述物質充分溶解后置于35℃～40℃條件下，待溶液凝膠化后，即得；
[0010]該方法首次報導H2O2介導堿木素
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Fe
3+
動態氧化還原系統制備聚丙烯酸水凝膠的方法。體系中具有還原性的堿木素與Fe
3+
之間存在氧化還原反應，可以產生半醌自由基，同時Fe
3+
被還原成Fe
2+
。而Fe
2+
又與H2O2之間發生芬頓反應，Fe
2+
被氧化為Fe
3+
，同時產生羥基自由基，形成堿木素
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Fe
3+
/Fe
2+
?
H2O2動態氧化還原體系。該方法采用更為綠色、無毒的堿木素和低濃度的H2O2制備聚丙烯酸水凝膠，且水凝膠的綜合性能得到了極大提升。
[0011]基于上述水凝膠，本專利技術還針對所需的堿木素、三價鐵鹽、丙烯酸等成分及其用量進行了探究。經驗證，堿木素、三價鐵鹽、NaOH、丙烯酸、H2O2的質量比為0.001～0.01：0.015～0.1：1.4～1.5：2.7～3.0：0.02～0.07時，本專利技術提供的所述水凝膠機械性能、導電性能、
黏附性能、透光性、自愈合性能得到增強。
[0012]本專利技術的第二方面，提供了上述水凝膠的機械性能、導電性能、黏附性能、透光性、自愈合性能隨著Fe
3+
濃度的變化規律。據此可根據需求制備目標性能的水凝膠。
[0013]本專利技術的第三方面，提供了上述水凝膠在壓力傳感器和可穿戴電子設備方面的應用。
[0014]本專利技術的有益效果
[0015](1)與現有技術相比，本專利技術首次報道了一種利用堿木素和H2O2制備多功能水凝膠的方法，整個制備過程步驟簡單、環保，原料綠色、低毒。
[0016](2)本專利技術根據Fe
3+
濃度的不同，可以調節水凝膠的機械性能、導電性能、黏附性能、透光性和自愈合性能。
[0017](3)本專利技術的制備方法綠色、低毒、簡單、實用性強、易于推廣。
附圖說明
[0018]構成本專利技術的一部分的說明書附圖用來提供對本專利技術的進一步理解，本專利技術的示例性實施例及其說明用于解釋本專利技術，并不構成對本專利技術的不當限定。
[0019]圖1是本專利技術技術路線圖；
[0020]圖2是本專利技術實施例1獲得的水凝膠的性能；
[0021]圖3是本專利技術實施例2獲得的水凝膠的性能；
[0022]圖4是本專利技術實施例3獲得的水凝膠的性能。
具體實施方式
[0023]應該指出，以下詳細說明都是示例性的，旨在對本專利技術提供進一步的說明。除非另有指明，本專利技術使用的所有技術和科學術語具有與本專利技術所屬
的普通技術人員通常理解的相同含義。
[0024]本專利技術第一方面，提供了一種綠色、低毒多功能水凝膠的制備方法，包括：
[0025]配制NaOH溶液；
[0026]將堿木素、FeCl3·
6H2O、丙烯酸、H2O2水溶液加入氫氧化鈉溶液中混合溶解；
[0027]待上述物質充分溶解后置于35℃烘箱中，等待溶液凝膠化。
[0028]在一些實施例中，所述三價鐵鹽為FeCl3·
6H2O。
[0029]在一些實施例中，所述NaOH溶液的濃度為0.005～0.01moL/L。
[0030]在一些實施例中，H2O2水溶液的質量濃度為30％。
[0031]在一些實施例中，30％ H2O2水溶液的用量為20～60μL。
[0032]在一些實施例中，所述三價鐵鹽的用量為0.15～1％(wt/wt)。
[0033]在一些實施例中，所述丙烯酸的用量為2.7～3mL。
[0034]在一些實施例中，0.005mol/L NaOH溶液的用量為7～10mL。
[0035]下面結合具體的實施例，對本專利技術做進一步的詳細說明，應該指出，所述具體實施例是對本專利技術的解釋而不是限定。
[0036]實施例1
[0037]采用H2O2介導的堿木素
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Fe
3+
新型動態氧化還原系統來制備網絡聚丙烯酸水凝膠：
配制0.005moL/L NaOH溶液，以備使用。電子精密天平稱取0.001g堿木素置于樣品瓶中，然后稱取0.02g FeCl3·
6H2O置入樣品瓶中，用移液槍移取7mL 0.005mol/L NaOH溶液、2.7mL丙烯酸、50μL濃度為30％ H2O2水溶液加入樣品瓶中混合溶解。待樣品瓶中物質充分溶解后置于35℃烘箱中，等待溶液凝膠化，得到聚丙烯酸水凝膠。
[0038]實施例2
[0039]采用H2O2介導的堿木素
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Fe
3+
新型動態氧化還原系統來制備網絡聚丙烯酸水凝膠：配制0.00本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種多功能堿木素
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Fe
3+
聚丙烯酸網絡水凝膠的制備方法，其特征在于，包括：將堿木素、三價鐵鹽、丙烯酸、H2O2水溶液加入氫氧化鈉溶液中混合溶解；待上述物質充分溶解后置于35℃～40℃條件下，待溶液凝膠化后，即得；其中，堿木素、三價鐵鹽、NaOH、丙烯酸、H2O2的質量比為0.001～0.01：0.015～0.1：1.4～1.5：2.7～3.0：0.02～0.07。2.如權利要求1所述的多功能堿木素
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Fe
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聚丙烯酸網絡水凝膠的制備方法，其特征在于，所述三價鐵鹽為FeCl3·
6H2O。3.如權利要求1所述的多功能堿木素
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Fe
3+
聚丙烯酸網絡水凝膠的制備方法，其特征在于，所述NaOH溶液的濃度為0.005～0.01moL/L。4.如權利要求1所述的多功能堿木素
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Fe
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聚丙烯酸網絡水凝膠的制備方法，其特征在于，H2O2水溶液的質量濃度為30％。5.如權利要求1所述的多功能堿木素

【專利技術屬性】
技術研發人員：王芳芳，劉健康，王春陽，劉玉，
申請(專利權)人：齊魯工業大學，
類型：發明
國別省市：