[發明專利]一種基于離子傳導的高性能熱電水凝膠的制備方法及應用

有效

• 申請號: 202111280358.0
• 申請日: 2021-11-01
• 公開（公告）號: CN113881068B
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發明（設計）人: 馬儒軍;張鼎;茆寅
• 申請（專利權）人: 南開大學
• 主分類號: C08J3/075
• 分類號: C08J3/075;C08L33/26;C08L5/04;C08F220/56;C08F222/38;H01L35/24;H01L35/34
• 代理公司: 天津耀達律師事務所 12223
• 代理人: 張耀

1.一種基于離子傳導的高性能熱電水凝膠的制備方法，其特征在于，高分子熱電水凝膠由丙烯酰胺（AAm）單體通過熱引發聚合，并與海藻酸鈉（SA）大分子交聯而成的高分子水凝膠，然后在鐵氰化鉀（K3FeCN）、亞鐵氰化鉀（K4FeCN）、鹽酸胍（GH）三者的混合水溶液中浸泡，即可得到高分子熱電水凝膠；首先將AAm和SA加入到去離子水中，加熱溫度為50-90 ℃，攪拌時間為1-6 h，然后冷卻至室溫；將N,N-二甲基雙丙烯酰胺（BIS）和過硫酸銨（APS）加入到上述混合溶液中，在室溫下攪拌1-6 h；將均勻溶液倒入模具中，放進烘箱加熱固化，溫度為60-90 ℃，時間為0.5-3 h；將制備的聚丙烯酰胺（PAAm）水凝膠在K3FeCN、K4FeCN、GH三者混合水溶液中浸泡1-6 h后取出；所述AAm與去離子水的質量比為1:20～1:3；所述SA與去離子水的質量比為1:100～1:20；使用的浸泡液中，K3FeCN和K4FeCN的濃度為0.05-0.4 mol/L，GH濃度為0.5-4 mol/L。

2.根據權利要求1所述的基于離子傳導的高性能熱電水凝膠的制備方法，其特征在于，去離子水作為溶劑，AAm作為單體，SA作為凝膠交聯增強劑，BIS作為交聯劑，APS作為引發劑，引發方式為熱引發，K3FeCN和K4FeCN作為氧化還原電對，GH用于提高熱電性能，通過溶解、混合、加熱、浸泡四個步驟獲得高分子熱電水凝膠。

3.根據權利要求1或2所述的基于離子傳導的高性能熱電水凝膠的制備方法，其特征在于，所述BIS與去離子水的質量比為1:2000~1:200；所述APS與去離子水的質量比為1:2000~1:200，AAm的交聯反應引發方式為加熱引發。

4.一種基于離子傳導的高性能熱電水凝膠，其特征在于：按權利要求1~3任一項所述制備方法制備得到。

5.權利要求4所述的基于離子傳導的高性能熱電水凝膠在熱電材料與器件、傳感監測、散熱降溫、海水淡化、保溫隔熱、可穿戴電子中的應用。