[發明專利]一種利用過渡金屬和維生素C雙催化體系合成的凝膠及其制備方法

有效

• 申請號: 202011241591.3
• 申請日: 2020-11-09
• 公開（公告）號: CN112279947B
• 公開（公告）日: 2021-12-14
• 發明（設計）人: 閆立峰;王家珂
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: C08F120/06
• 分類號: C08F120/06;C08F2/06;C08F4/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 豆貝貝

本發明提供了一種利用過渡金屬和維生素C雙催化體系合成的凝膠的制備方法，包括以下步驟：a)、將低共熔溶劑和過渡金屬鹽、維生素C混合均勻，得到溶液A；所述低共熔溶劑中包括甜菜堿和醇類化合物；b)、將丙烯酸、引發劑、溶液A、溶液B和低共熔溶劑混合，反應，得到凝膠。本發明提供的方法通過過渡金屬鹽和維生素C的雙催化體系引發丙烯酸單體的快速聚合，同時采用甜菜堿和醇類化合物組成的低共熔溶劑，使得凝膠在極端溫度(低溫和高溫)條件下良好的導電性。實驗結果表明：DES凝膠在0℃至90℃之間的電導率為0.1Sm^?1至1.3Sm^?1。

技術領域

本發明屬于凝膠技術領域，尤其涉及一種利用過渡金屬和維生素C雙催化體系合成的凝膠及其制備方法。

背景技術

由于可拉伸和導電水凝膠在組織工程，傳感和可穿戴電子產品中的應用，得到了快速發展。但是，由于水的凝固和蒸發，大多數水凝膠無法在低溫或高溫下工作，傳統的改進策略涉及使用化學交聯劑和有毒的有機溶劑，在紫外線或高溫條件下進行聚合，這既復雜又費時，限制了水凝膠的大規模應用。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種利用過渡金屬和維生素C雙催化體系合成的凝膠及其制備方法，該方法制備的凝膠能在極端溫度下具有良好的導電性。

本發明提供了一種利用過渡金屬和維生素C雙催化體系合成的凝膠的制備方法，包括以下步驟：

a)、將低共熔溶劑和過渡金屬鹽、維生素C混合均勻，得到溶液A；所述低共熔溶劑中包括甜菜堿和醇類化合物；

b)、將丙烯酸、引發劑、溶液A、溶液B和低共熔溶劑混合，反應，得到凝膠。

優選地，所述步驟a)中低共熔溶劑和過渡金屬鹽、維生素C的質量比為9.6～9.8：0.28～0.32：0.01。

優選地，所述步驟b)中反應的溫度為0～30℃，時間為1～3min。

優選地，所述步驟a)中過渡金屬鹽選自氯化鐵、氯化鈷、氯化鎳、氯化鋅、硫酸鐵和硝酸鐵中的一種或多種。

優選地，所述步驟a)中醇類化合物選自乙二醇和/或甘油。

優選地，所述步驟a)中甜菜堿和醇類化合物的摩爾比為1：2.5～3.5。

優選地，所述步驟b)中丙烯酸的體積、引發劑的質量、溶液A的質量、溶液B的體積和低共熔溶劑的質量比為2.7mL：(0.038～0.042)g：(1～2)g:(0.25～2)mL:(5～6)g。

本發明提供了一種利用過渡金屬和維生素C雙催化體系合成的凝膠，由上述技術方案所述制備方法制得。

本發明提供的方法通過過渡金屬鹽和維生素C的雙催化體系引發丙烯酸單體的快速聚合，同時采用甜菜堿和醇類化合物組成的低共熔溶劑，使得凝膠在極端溫度(低溫和高溫)條件下良好的導電性。實驗結果表明：DES凝膠在0℃至90℃之間的電導率為0.1Sm^-1至1.3S m^-1。

附圖說明

圖1為本發明實施例1制備凝膠過程的機理圖；

圖2為本發明實施例1制備得到的凝膠在不同溫度下的電導率圖；

圖3為本發明實施例1制備凝膠在傳感方面的應用圖。

具體實施方式

本發明提供了一種利用過渡金屬和維生素C雙催化體系合成的凝膠的制備方法，包括以下步驟：

a)、將低共熔溶劑和過渡金屬鹽、維生素C混合均勻，得到溶液A；所述低共熔溶劑中包括甜菜堿和醇類化合物；

b)、將丙烯酸、引發劑、溶液A、溶液B和低共熔溶劑混合，反應，得到凝膠。