[发明专利]一种复合水凝胶和气凝胶的制备方法

说明书

本发明提供了一种复合水凝胶和气凝胶的制备方法，涉及复合材料领域，具体涉及一种金属纳米颗粒嵌入的几丁质水凝胶和气凝胶的制备方法。所述复合水凝胶的制备方法主要包括两个步骤，步骤一：通过碱煮和酸洗依次去除真菌中的蛋白质和矿物质，得到几丁质水凝胶；步骤二，将得到的几丁质水凝胶浸泡到金属离子水溶液中，再用还原剂还原得到金属纳米颗粒嵌入的几丁质复合水凝胶。所述复合气凝胶的制备方法为上述复合水凝胶经过超临界干燥或者冷冻干燥即可得到复合气凝胶。本方法取材于自然界的生物，生物相容性好，可自然降解；制备过程无需有机试剂，绿色安全环保；制备的复合水凝胶和气凝胶中金属纳米颗粒密集均匀地分散在几丁质内，不易脱落。

技术领域

本发明涉及复合材料领域，尤其涉及一种复合水凝胶和气凝胶的制备方法。

背景技术

水凝胶和气凝胶都是一种凝胶体，其分散相分别为水和空气，固相都是链状固态材料相互交联形成多孔网络骨架。水凝胶被广泛应用于组织工程、药物载体、生物传感器以及智能响应等领域。气凝胶含有大量孔隙结构，而孔隙中填充的又是空气，因此密度非常小，导热率很低，常被用做隔热材料。另外气凝胶具有很高的比表面积，在过滤、催化以及电极材料等方面应用广泛。

水凝胶的多孔网络骨架通常为高分子材料，如聚乙烯醇、聚丙烯酰胺以及嵌段共聚物。除了合成高分子外，近几年生物高分子因为生物相容性好、无毒性和易降解的优点开始作为水凝胶的成分应用于抗菌、伤口愈合以及载药等方面。

常用的生物高分子为纤维素、丝素蛋白、海藻酸钠、甲壳素以及它们的衍生物。通常这些生物高分子及其衍生物是通过一系列精细的化学提纯方法制得的，而且需要和合成高分子复合才能制备出结构稳定的水凝胶。目前气凝胶主要有二氧化硅气凝胶、碳气凝胶(如石墨烯气凝胶)、金属氧化物气凝胶以及有机高分子气凝胶。

公告号为CN105061782B的中国发明专利公开了一种高性能石墨烯/纤维素自组装复合水凝胶和气凝胶及其制备方法，包括(1)先将纤维素原料进行浸泡，再进行纤维解离制备纸浆分散液；(2)将氧化石墨加入到制备好的纸浆分散液中，超声分散，得到氧化石墨烯/纤维素混合溶液；(3)将还原剂加入到氧化石墨烯/纤维素混合溶液中，40-100℃下还原3-24h，或者采用水热还原的方法，所得产物经洗涤，即制得石墨烯/纤维素自组装复合水凝胶。这些气凝胶及其原料的制备方法涉及到复杂的化学反应，产生较多的污染物，难以大规模生产。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种复合水凝胶和气凝胶的制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种复合水凝胶的制备方法，包括如下步骤：

A、将真菌通过碱煮和酸洗依次去除真菌中的蛋白质和矿物质，留下真菌的细胞壁得到几丁质水凝胶；

B、将得到的几丁质水凝胶浸泡于金属离子水溶液中，再用还原剂还原得到金属纳米颗粒嵌入的几丁质复合水凝胶。

优选的，所述真菌包括蘑菇、木耳和银耳中的一种，所述蘑菇包括杏鲍菇，所述真菌的细胞壁主要成分为几丁质。

优选的，步骤A中所述碱煮操作具体包括：将真菌的细胞壁浸泡在浓度为0.2-

10mol/L的碱溶液中，在80-100℃下加热1-24小时；所述碱溶液包括氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液中的一种。

更加优选的，碱溶液的浓度优选为0.5-4mol/L，当浓度为1mol/L时效果最优，浓度低于0.2mol/L蘑菇中的蛋白质等其他成分去除不完全；高于10mol/L，蘑菇中的主要成分几丁质会分解，几丁质的网络结构会被破坏。

更加优选的，加热温度优选为100℃，当温度低于80度，蛋白质等其他杂质解离、溶解的速度太慢。加热时间优选为4-15小时，以6小时为最优。