[发明专利]石墨烯基纳米粒子复合水凝胶及其制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯基纳米粒子复合水凝胶，其特征在于，由石墨烯基纳米粒子、水溶性聚合物、以及水组成，其中，所述水溶性聚合物由石墨烯基纳米粒子上的过氧基团引发含有碳-碳双键的水溶性单体聚合而成，且以石墨烯基纳米粒子为交联中心交联。

2.根据权利要求1所述的纳米粒子复合水凝胶，其特征在于，所述水溶性单体选自羧酸类单体，磺酸类单体，以及非离子型的水溶性单体组成的组中的一种或多种，优选地，所述石墨烯基纳米粒子为氧化石墨烯纳米粒子、和/或石墨烯纳米粒子。

3.根据权利要求2所述的纳米粒子复合水凝胶，其特征在于，所述羧酸类单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸中的一种或两种；所述磺酸类单体为2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸；所述非离子型的水溶性单体选自丙烯酰胺及其衍生物、甲基丙烯酸-2-羟乙酯、甲基丙烯酸-2-羟丙酯、N-乙烯基甲酰胺、4-乙烯基吡啶、N-乙烯基吡咯烷酮组成的组中的一种或多种；优选地，所述丙烯酰胺衍生物选自甲基丙烯酰胺、N-正丙基丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、N，N-二乙烯基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺组成的组中的一种或多种。

4.一种权利要求1-3中任一项所述的纳米粒子复合水凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)预辐照过氧化步骤，在氧气气氛中，采用高能辐射源辐照石墨烯基纳米粒子均相水溶液，使所述石墨烯基纳米粒子过氧化；

2)热引发聚合步骤，将经过所述预辐照过氧化步骤的石墨烯基纳米粒子水溶液与含有碳-碳双键的水溶性单体溶液混合均匀，然后在惰性气体保护下反应，即得所述石墨烯基纳米粒子复合水凝胶。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述石墨烯基纳米粒子均相水溶液中的所述石墨烯基纳米粒子的质量百分含量为0.01％～3％，所述水溶性单体的浓度为1～6mol/L。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述热引发聚合步骤中，所述经过预辐照过氧化步骤的石墨烯基纳米粒子水溶液与含有碳-碳双键的水溶性单体溶液的混合溶液的反应温度为20℃～80℃，反应时间为1～48小时；优选地，所述热引发聚合步骤中，所述反应温度为35℃～55℃。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述预辐照过氧化步骤中，采用辐照剂量率为0.001-0.4kGy/min的高能辐射源，在0～100℃的辐照温度下辐照1～24小时；优选地，所述高能辐射源为产生γ射线的钴源或产生高能电子束的电子加速器。

8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述水溶性单体选自羧酸类单体，磺酸类单体，非离子型的水溶性单体组成的组中的一种或多种；优选地，所述石墨烯基纳米粒子为氧化石墨烯纳米粒子、和/或石墨烯纳米粒子。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述羧酸类单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸中的一种或两种；所述磺酸类单体为2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸；所述非离子型的水溶性单体选自丙烯酰胺及其衍生物、甲基丙烯酸-2-羟乙酯、甲基丙烯酸-2-羟丙酯、N-乙烯基甲酰胺、4-乙烯基吡啶、N-乙烯基吡咯烷酮组成的组中的一种或多种；优选地，所述丙烯酰胺衍生物选自甲基丙烯酰胺、N-正丙基丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、N，N-二乙烯基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺组成的组中的一种或多种。

10.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述惰性气体为氮气或氩气。