[发明专利]一种具有形状记忆功能的水凝胶材料及其制备与应用

权利要求书

1.一种具有形状记忆功能的水凝胶材料，其特征在于，所述水凝胶材料为CNF/CMC/Tb/Ab，Ab和Tb形成的稀土配合物以共价键方式与CNF和CMC形成的纤维素网络骨架相连；其中，所述Ab为对氨基苯甲酸钠盐，Tb为稀土铽离子，CMC为羧甲基纤维素，CNF为纤维素纳米纤维。

2.根据权利要求1所述的具有形状记忆功能的水凝胶材料，其特征在于，所述CNF与CMC通过氢键相连形成所述纤维素网络骨架，和/或所述Tb与CMC的羧基官能团以共价键方式相连；和/或所述水凝胶材料的分解温度为268℃。

3.一种如权利要求1或2所述具有形状记忆功能的水凝胶材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、在CNF溶胶中加入CMC，在室温下搅拌至充分溶解；

S2、将环氧氯丙烷和氢氧化钠加入步骤S1所得的溶胶中，充分搅拌均匀；

S3、将步骤S2所得的溶胶倒入模具中，然后在-25℃条件下冷冻；

S4、将步骤S3所得的冻胶在水中解冻，用大量去离子水洗涤，得到水凝胶；

S5、将步骤S4所得的水凝胶浸泡到TbCl₃水溶液中，然后用大量去离子水洗涤，得到含Tb的水凝胶；

S6、将步骤S5所得含Tb的水凝胶浸泡到对氨基苯甲酸钠盐溶液中，然后用大量去离子水洗涤，得到所述水凝胶材料。

4.根据权利要求3所述具有形状记忆功能的水凝胶材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，CMC的质量百分比浓度为1～5％；和/或步骤S5中，TbCl₃水溶液中稀土铽离子的摩尔浓度为0.01～0.1M；和/或步骤S6中，对氨基苯甲酸钠盐溶液的摩尔浓度为0.01～0.06M。

5.根据权利要求4所述具有形状记忆功能的水凝胶材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，CMC的质量百分比浓度为1.5～4％；和/或步骤S5中，TbCl₃水溶液中稀土铽离子的摩尔浓度为0.02～0.08M；和/或步骤S6中，对氨基苯甲酸钠盐溶液的摩尔浓度为0.02～0.05M。

6.根据权利要求3所述具有形状记忆功能的水凝胶材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中，环氧氯丙烷的体积比浓度为4～12％，和/或氢氧化钠的摩尔浓度为0.5～2M。

7.根据权利要求6所述具有形状记忆功能的水凝胶材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中，环氧氯丙烷的体积比浓度为5～10％，和/或氢氧化钠的摩尔浓度为0.6～1.5M。

8.根据权利要求3所述具有形状记忆功能的水凝胶材料的制备方法，其特征在于，步骤S3中，冷冻时间为12～48h。

9.根据权利要求8所述具有形状记忆功能的水凝胶材料的制备方法，其特征在于，步骤S3中，冷冻时间为16～40h。

10.一种如权利要求1或2所述具有形状记忆功能的水凝胶材料作为形状记忆荧光材料的应用。