[發明專利]由植酸與可溶性金屬鹽制備的新型水凝膠及其制備方法

有效

• 申請號: 201610286826.8
• 申請日: 2016-05-03
• 公開（公告）號: CN105924468B
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發明（設計）人: 馬占芳;王輝強
• 申請（專利權）人: 首都師范大學
• 主分類號: C07F9/117
• 分類號: C07F9/117;B01J13/00;G01N27/48;G01N27/26;G01N27/327;G01N33/68;G01N33/574
• 代理公司: 北京金信知識產權代理有限公司11225
• 代理人: 張皓,黃威

技術領域

本發明涉及化學材料制備領域，具體而言，涉及一類水凝膠的制備方法。

背景技術

水凝膠是一種具有三維網絡結構的交聯高分子，可以容納大量的水分具有良好的生物相容性、傳輸小分子的能力和高水合作用。水凝膠的制備方法大體可以分為兩類：物理方法和化學方法。物理方法制備水凝膠是利用非化學鍵的相互作用力(氫鍵、絡合、靜電作用、疏水作用、范德華力等)來實現交聯形成的三維交聯聚合物網絡。化學方法制備水凝膠是利用高分子鏈段間共價鍵的交聯。根據其形成交聯結構的不同可以分為兩種方式，一種是在聚合的同時形成交聯，一般是由多官能團的單體通過體型縮聚或者通過自由基聚合制備凝膠；另一種是先形成線性高分子，然后通過高分子之間的交聯形成凝膠，如Mansur等人利用戊二醛化學交聯制備的聚乙烯醇水凝膠，可以作為藥物包裹和釋放的載體(Mansur H.S.,Sadahira C.M.,Souza A.N.,et al.Materials Science and Engineering:C,2008,28(4):539-548.)。

在目前水凝膠制的過程中，植酸通常作為一種交聯劑實現苯胺、吡咯等單體的交聯從而實現聚苯胺、聚吡咯導電水凝膠的制備。

本發明基于植酸與可溶性金屬鹽絡合作用的原理，制備一類新型水凝膠。本發明制備水凝膠的方法具有以下優點：反應時間短、制備方法簡單和具有一定普適性(可與不同可溶性金屬鹽形成水凝膠)。制備的新型水凝膠材料具有以下特點：比表面積大、三維網絡結構、生物相容性好。

發明內容

根據本發明的一個方面，本發明的目的之一在于提供一種新型水凝膠的制備方法，所述方法包括以下步驟：

1)將1重量份的植酸分散在約10重量份的溶劑中形成均勻分散的植酸分散液，1重量份的可溶性金屬鹽分散在約10重量份的溶劑中形成可溶性金屬鹽溶液，然后將植酸分散液加入到反應器中，然后再向反應器中緩慢滴加可溶性金屬鹽溶液，所述植酸和所述可溶性金屬鹽的重量之比為1:0.01-1:100，反應溫度為0-160℃，反應時間為1秒至1.5小時。

2)反應結束后將產物經過常規后處理，透析、用去離子水洗滌至少三次。

其中，所述可溶性金屬鹽自乙酸鉛、乙酸鋅、乙酸鉻、乙酸錳、乙酸鎘、硝酸鋅、硝酸鉛、硝酸鉻、硝酸鎘、硝酸鐵、硝酸鎳、硝酸錳、硝酸鎂、氯化鐵、氯化銅、氯化鎂、氯化亞銻、硫酸鐵、硫酸銅、硫酸鉻、硫酸鎘、硫酸鎂、硫酸鋅、硫酸鉛、硝酸鈷等。

所述植酸和所述可溶性金屬鹽的重量之比優選為1:0.05-1:50，進一步優選為1:0.1-1:10，最優選為1:1。

所述作為溶劑的有水，乙醇、丙醇中的一種或多種，優選為水。

優選地，所述可溶性金屬鹽選自乙酸鉛、乙酸鋅、乙酸鉻、乙酸錳、乙酸鎘、硝酸鋅、硝酸鉛、硝酸鉻、硝酸鎘、硝酸鐵、硝酸鎳、硝酸錳、硝酸鎂、氯化鐵、氯化銅、氯化鎂、氯化亞銻、硫酸鐵、硫酸銅、硫酸鉻、硫酸鎘、硫酸鎂、硫酸鋅、硫酸鉛；進一步優選為乙酸鉛、乙酸鋅、乙酸鉻、乙酸錳、乙酸鎘、硝酸鋅、硝酸鉛、硝酸鉻、硝酸鎘、硝酸鐵、硝酸鎳、硫酸鐵、硫酸銅、硫酸鉻、硫酸鎘；最優選乙酸鉛、乙酸鋅、乙酸錳、硝酸鉛、硝酸鐵、乙酸錳、乙酸鎘。

優選地，所述步驟1)中的反應溫度優選為0-120℃，更進一步優選為0-60℃。

優選地，所述步驟1)中的反應時間優選為1秒至80分鐘，進一步優選為1秒至60分鐘。

優選地，根據本發明的制備方法，所述方法不使用任何單體、有機溶劑、交聯劑等。

根據本發明的一個方面，本發明的目的之一在于提供一類新型水凝膠材料，所述新型水凝膠材料由以上制備方法制得。

有益效果

本發明基于植酸與可溶性金屬鹽絡合作用的原理，制備一類新型水凝膠。本發明制備水凝膠的方法具有以下優點：反應時間短、制備方法簡單和具有一定普適性(可與不同可溶性金屬鹽形成水凝膠)。制備的新型水凝膠材料具有以下特點：比表面積大、三維網絡結構、生物相容性好。

附圖說明

圖1為根據本發明的實施例1中制備的硝酸鐵水凝膠的透射電子顯微鏡照片(TEM)。

圖2為根據本發明的實施例1中制備的硝酸鐵水凝膠的掃描電子顯微鏡照片(SEM)。

圖3為根據本發明的實施例1至6中制備的水凝膠的數碼照片，其中照片中從左至右依次是實施例2、3、1、4、5和6中制備的水凝膠。