[发明专利]一种电容式传感器材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种电容式传感器材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：采用酸性溶液处理木材，得酸处理木材；

S2：采用碱性溶液处理S1所得酸处理木材，得碱处理木材；

S3：将S2所得碱处理木材浸入去离子水中经充分水洗后浸入叔丁醇中置换木材中的去离子水，再将浸泡过叔丁醇的木材进行冷冻干燥得到木材气凝胶；

S4：将S3所得木材气凝胶与含聚电解质单体、交联剂、引发剂以及催化剂的水溶液反应制备，即得。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，S1所述的步骤包括：将木材加入到每毫升去离子水含0.005～0.01ml冰醋酸以及含0.005～0.01gNaClO₂的溶液中，然后在70～90℃下加热0.5～2h，然后重复上述操作5～8次，水洗，得酸处理木材。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，S2所述的步骤包括：将S1所得酸处理木材浸入含2～3mol·L^-1NaOH以及0.2～0.5mol·L^-1 Na₂SO₃的溶液中，在100℃下加热5～8h，然后再在100℃下、2～3mol·L-1 H₂O₂水溶液中加热6～12h，得碱处理木材。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，S3所述的步骤包括：将S2所得碱处理木材浸入去离子水中充分水洗至所述木材表面pH呈中性，随后浸入叔丁醇中置换木材中的去离子水，期间更换2～4次叔丁醇，每次浸泡3～6h，然后将所述浸泡叔丁醇的木材进行冷冻干燥得到木材气凝胶，所述木材气凝胶的密度为0.1～0.2g·cm-3。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，S4中所述的聚电解质单体为丙烯酸、3-(1-乙烯基-3-丙烷磺酸盐咪唑)和/或2-丙烯酰氨基-2-甲基-1-丙烷磺酸。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，S4中，当所述聚电解质单体为丙烯酸时，所述水溶液中丙烯酸的浓度为2.5～4mol/L。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，S4中，所述水溶液中还含有金属离子化合物。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，S4中，所述的交联剂为N,N'-亚甲基双丙烯酰胺，添加量为聚电解质单体质量分数的0.2～0.5％。

9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，S4中，所述的催化剂为四甲基乙二胺，其添加量为所述水溶液体积分数的0.06～0.1％。

10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，S4中，所述的引发剂为过硫酸铵，其添加量为聚电解质单体质量分数的0.5～1.0％。

11.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，S4中，所述金属离子化合物为AlCl₃或FeCl₃，其添加量为聚电解质单体摩尔分数的0.2～1.0％。

12.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，S4中，当所述聚电解质单体为3-(1-乙烯基-3-丙烷磺酸盐咪唑)和2-丙烯酰氨基-2-甲基-1-丙烷磺酸，所述水溶液中聚电解质单体的浓度为1.5～3mol/L。

13.根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于，S4中，所述交联剂为N,N'-亚甲基双丙烯酰胺，其添加量为3-(1-乙烯基-3-丙烷磺酸盐咪唑)摩尔分数的0.2～1.0mol％。