[发明专利]水凝胶传感材料的制备方法和水凝胶传感器

权利要求书

1.一种水凝胶传感材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤(1)将壳聚糖添加到盐酸中，以在水浴中搅拌下形成透明溶液；

所述透明溶液中所述壳聚糖和所述盐酸溶液的质量比为(0.3～0.7)：10；其中所述盐酸的浓度范围为0.5mol/L～0.75mol/L；

步骤(2)在透明溶液回到室温后，加入丙烯酰胺，N，N'-亚甲基双(丙烯酰胺)，2，2'-偶氮二(2-甲基丙脒)二盐酸盐和苯胺，并搅拌溶解；

步骤(3)将经过搅拌溶解后的溶液通过超声波清洗而脱气，然后注入到模具中，将模具放入恒温箱，以N，N'-亚甲基双(丙烯酰胺)为交联剂，2，2'-偶氮二(2-甲基丙脒)二盐酸盐为热引发剂的丙烯酰胺单体的自由基聚合反应在恒温箱中发生，生成聚丙烯酰胺复合水凝胶；

步骤(4)将聚丙烯酰胺复合水凝胶浸入过硫酸铵溶液中，引发苯胺原位氧化聚合，生成聚苯胺/壳聚糖-聚丙烯酰胺复合水凝胶；

步骤(5)将聚苯胺/壳聚糖-聚丙烯酰胺复合水凝胶浸入目标盐离子溶液中以获得聚苯胺/壳聚糖-聚丙烯酰胺离子-共价双网络水凝胶，其中，所述目标盐离子溶液是能够与壳聚糖发生霍夫迈斯特效应的盐离子溶液；

其中，所述目标盐离子溶液包括硫酸铵溶液、氯化钠溶液、硫酸钠溶液以及柠檬酸钠溶液。

2.根据权利要求1所述的水凝胶传感材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述水浴的温度范围为55℃～70℃。

3.根据权利要求1所述的水凝胶传感材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)所述溶液中所述壳聚糖和所述丙烯酰胺的质量比为(0.3～0.7)：(0.71～2.13)，所述苯胺的体积和所述壳聚糖的质量比例为(250μL～750μL)：(0.3g～0.7g)，所述丙烯酰胺，所述N，N'-亚甲基双(丙烯酰胺)和所述2，2'-偶氮二(2-甲基丙脒)二盐酸盐的摩尔比为1：0.35％：0.1％。

4.根据权利要求1所述的水凝胶传感材料的制备方法，其特征在于：步骤(3)所述恒温箱的温度范围为50℃～65℃；所述反应在所述恒温箱中的发生时间大于8小时。

5.根据权利要求1所述的水凝胶传感材料的制备方法，其特征在于：步骤(4)所述过硫酸铵溶液的浓度范围为0.5mol/L～1mol/L；所述聚丙烯酰胺复合水凝胶浸入所述过硫酸铵溶液的浸入时间范围为12h～24h。

6.根据权利要求1所述的水凝胶传感材料的制备方法，其特征在于：步骤(4)所述引发苯胺原位氧化聚合的温度范围为4℃～25℃。

7.根据权利要求1所述的水凝胶传感材料的制备方法，其特征在于：所述硫酸铵溶液和所述壳聚糖的质量比为(235.29～353.79)：(0.3～0.7)，所述氯化钠溶液和所述壳聚糖的质量比为(223.36～272.00)：(0.3～0.7)，所述硫酸钠溶液和所述壳聚糖的质量比为(228.41～256.02)：(0.3～0.7)，所述柠檬酸钠溶液和所述壳聚糖的质量比为(251.60～508.00)：(0.3～0.7)；其中所述硫酸铵溶液的质量分数范围为15％～43.47％，所述氯化钠溶液的质量分数范围为10.46％～26.47％，所述硫酸钠溶液的质量分数范围为12.44％～21.88％，所述柠檬酸钠溶液的质量分数范围为20.51％～60.63％。

8.一种水凝胶传感器，其特征在于，包括权利要求1～7任一项所述方法制备得到的水凝胶传感材料。