[發(fā)明專利]一種基于二維碳化鈦層狀化合物交聯(lián)的聚合物水凝膠及其制備和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810140608.2
• 申請(qǐng)日: 2018-02-09
• 公開（公告）號(hào): CN108440696B
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李娟;陶娜;張德盤;孫曉毅;劉又年
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號(hào): C08F120/54
• 分類號(hào): C08F120/54;C08F2/48;C08K3/14;C01B32/921;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 長(zhǎng)沙市融智專利事務(wù)所(普通合伙) 43114
• 代理人: 盛武生;魏娟

1.一種基于二維碳化鈦層狀化合物交聯(lián)的聚合物水凝膠的制備方法，其特征在于，以Ti₃C₂納米片為交聯(lián)劑、丙烯酸類化合物和/或丙烯酰胺類化合物為單體，進(jìn)行聚合反應(yīng)，即得。

2.如權(quán)利要求1所述的基于二維碳化鈦層狀化合物交聯(lián)的聚合物水凝膠的制備方法，其特征在于，所述的Ti₃C₂納米片的表面具有羥基。

3.如權(quán)利要求1所述的基于二維碳化鈦層狀化合物交聯(lián)的聚合物水凝膠的制備方法，其特征在于，所述的Ti₃C₂納米片由Ti₃YC₂經(jīng)酸蝕、堿剝離得到；所述的Y為Si或Al。

4.如權(quán)利要求3所述的基于二維碳化鈦層狀化合物交聯(lián)的聚合物水凝膠的制備方法，其特征在于，酸蝕過(guò)程采用的酸為HF。

5.如權(quán)利要求1～4任一項(xiàng)所述的基于二維碳化鈦層狀化合物交聯(lián)的聚合物水凝膠的制備方法，其特征在于，所述的丙烯酰胺類化合物為具有式1所述結(jié)構(gòu)化合物中的至少一種；所述的丙烯酸類化合物為具有式2所述結(jié)構(gòu)化合物中的至少一種：

R₁～R₃獨(dú)自為H、C₁～C₆的烷基。

6.如權(quán)利要求5所述的基于二維碳化鈦層狀化合物交聯(lián)的聚合物水凝膠的制備方法，其特征在于，所述的R₁、R₃為H，所述的R₂為C₁～C₆的烷基。

7.如權(quán)利要求5所述的基于二維碳化鈦層狀化合物交聯(lián)的聚合物水凝膠的制備方法，其特征在于，所述的R₁、R₃為H，所述的R₂為異丙基。

8.如權(quán)利要求5所述的基于二維碳化鈦層狀化合物交聯(lián)的聚合物水凝膠的制備方法，其特征在于，聚合反應(yīng)采用以下三種方式中的任意一種：

方式1：在紫外光照下進(jìn)行聚合反應(yīng)：

方式2：添加自由基引發(fā)劑，并在可見光下進(jìn)行聚合反應(yīng)：

方式3：添加自由基引發(fā)劑，并在催化劑催化下進(jìn)行聚合反應(yīng)：

所述的自由基引發(fā)劑為過(guò)硫酸鹽、過(guò)氧化氫、核黃素中的至少一種；

所述的催化劑為N,N,N',N'-四甲基乙二胺、3-二甲胺丙腈、3-二甲胺丙腈亞硫酸鹽、硫酸鐵-抗壞血酸中的至少一種；

聚合反應(yīng)溫度為0～95℃。

9.如權(quán)利要求8所述的基于二維碳化鈦層狀化合物交聯(lián)的聚合物水凝膠的制備方法，其特征在于，

方式1中：紫外光照光源由汞燈提供，其功率為100～1000W，紫外光照時(shí)間10min～5h，聚合反應(yīng)起始溶液的單體濃度5～30wt％，交聯(lián)劑與單體質(zhì)量比0.01～0.50；

方式2中：可見光光源由氙燈提供，其功率為100～1000W，光照時(shí)間10min～5h，聚合反應(yīng)起始溶液的單體濃度5～30wt％，交聯(lián)劑與單體質(zhì)量比0.01～0.50，引發(fā)劑與單體摩爾比0.005～0.5；

方式3中：聚合反應(yīng)起始溶液的單體濃度5～30wt％，交聯(lián)劑與單體質(zhì)量比0.01～0.50，引發(fā)劑與單體摩爾比0.005～0.5，引發(fā)劑與催化劑摩爾比0.05～2.5。

10.一種權(quán)利要求1～9任一項(xiàng)所述的制備方法制得的基于二維碳化鈦層狀化合物交聯(lián)的聚合物水凝膠；包括Ti₃C₂納米片，以及通過(guò)所述的Ti₃C₂納米片相互交聯(lián)的聚丙烯酰胺類和/或聚丙烯酸類聚合物。