[發明專利]一種由木質素酚醛樹脂載銀納米球觸發的多功能水凝膠及其制備方法、應用

有效

• 申請號: 202011442980.2
• 申請日: 2020-12-11
• 公開（公告）號: CN112661981B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 呂高金;崔涵;姜煒坤;劉玉;吉興香;楊桂花
• 申請（專利權）人: 齊魯工業大學
• 主分類號: C08J3/075
• 分類號: C08J3/075;C08J3/12;C08G8/34;C08L61/14;C08K3/08;C08F283/00;C08F220/06
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 鄭平

本發明屬于功能材料技術領域，涉及一種由木質素酚醛樹脂載銀納米球觸發的多功能水凝膠及其制備方法、應用。含有木質素酚醛樹脂載銀納米球的多功能水凝膠的制備方法包括：(1)木質素酚醛樹脂載銀納米球的制備方法。將木質素、苯酚、甲醛、氫氧化鈉溶解在水中，水熱固化后將所得溶液離心干燥后獲得木質素酚醛樹脂納米球；將所得木質素酚醛樹脂納米球加入銀氨溶液中，室溫攪拌后離心干燥獲得木質素酚醛樹脂載銀納米球。(2)多功能水凝膠的制備方法。將所得木質素酚醛樹脂載銀納米球、六水合三氯化鐵在水中混合攪拌均勻，之后加入引發劑和交聯劑，在室溫條件下靜置，即可獲得多功能水凝膠。解決現有技術中水凝膠成交條件復雜、功能單一的問題。

技術領域

本發明屬于功能材料技術領域，具體提供一種由木質素酚醛樹脂載銀納米球觸發的多功能水凝膠的制備方法。

背景技術

這里的陳述僅提供與本發明有關的背景信息，而不必然構成現有技術。

水凝膠是一種含水的、具有三維網絡結構的多功能高分子聚合物。其柔性、生物相容性等獨特性質，使其在電學器件、傳感器以及生物醫學等諸多領域中得到廣泛的研究和應用。但是，如何制備一種具有高機械強度，自愈特性，導電，抗菌，以及抗紫外等特點于一身的多功能水凝膠仍然是巨大的挑戰。

木質素是木質纖維的三大組分之一，在含量上僅次于纖維素，同時木質素也是自然界中含量最豐富的天然可再生芳香族聚合物，全球每年可以生產約5000萬噸的工業木質素，其中大部分工業木質素被直接焚燒用于提供熱能或電能，利用率極低。因此，木質素的高值化利用對木質纖維基生物質全組分的綜合利用具有重要意義。木質素具有抗氧化、抗微生物、生物降解性、生物相容性等優點，此外木質素的剛性苯環骨架結構有利于提高水凝膠的機械性能，是作為水凝膠組分的理想原料。然而，木質素的水溶性差，一定程度上限制了它的多功能應用，探尋木質素在水凝膠中的多功能應用是擴展木質素高值化應用的重要途徑。

自18世紀以來，酚醛樹脂被廣泛用于復合基質，粘合劑，阻燃劑等材料中。由于酚醛樹脂具有高的熱穩定性，機械強度和極高的耐濕性，因此在催化劑載體材料方面顯示出巨大的潛力。然而，酚醛樹脂消耗大量的石油基化學品(如苯酚等)，加之環境惡化以及可持續理念的深入人心，在酚醛樹脂材料的生產中急需一種綠色可再生的材料來替代部分石油基化學品。木質素來源廣泛，價格低廉，具有與酚醛樹脂相似的交聯網絡結構。因此，木質素替代石油基化學品用于酚醛樹脂的制備被認為是一種非常有前景的利用途徑。

最近，貴金屬納米粒子，如銀納米粒子，由于其獨特的物理和化學特性在催化領域受到了廣泛的關注。然而具有納米級尺寸的貴金屬粒子易聚集且難以回收，給其應用帶來了眾多挑戰。選擇合適的載體是解決這一難題的有效途徑之一，而具有微米/納米結構的酚醛樹脂球是貴金屬納米粒子理想的載體之一。從目前已發表的文章看，已經有將銀納米球或木質素作為添加物用于制備水凝膠的報道。然而，盡管其相關的研究層出不窮，但到目前為止，開展酚醛樹脂載銀納米球在水凝膠領域的研究鮮有報道。

發明內容

針對現有技術中制備方法的不足，特別針對水凝膠凝膠化時間長、反應條件苛刻、功能單一的不足。本發明采用水熱固化工藝將木質素與酚醛樹脂復合，成功的制備了一種木質素基酚醛樹脂載銀納米球，簡稱LPRN@Ag，該納米球具有優異的水分散性，且其表面含有大量的功能性官能團，是制備多功能水凝膠的理想原料。同時，本發明結合Fe³⁺離子輔助，同LPRN@Ag一起用作功能性組分添加到水凝膠中，成功的制備了一種多功能水凝膠。該水凝膠同時兼備高機械強度，自我修復能力，抗菌能力，抗紫外線能力和導電性等性能，將在生物傳感，醫療領域展示出巨大的應用潛力。

為實現上述技術目的，本發明采用如下技術方案：

本發明的第一個方面，提供了一種由木質素酚醛樹脂載銀納米球觸發的多功能水凝膠的制備方法，包括：

將木質素、苯酚、甲醛、堿分散在溶液中，水熱固化，固液分離，干燥，得到木質素酚醛樹脂納米球；