[发明专利]一种聚丙烯酰胺气凝胶、制备方法及其应用

摘要

一种聚丙烯酰胺气凝胶、制备方法及其应用，包括以下步骤：配置丙烯酰胺前驱液；注入具有径向温度梯度的径向冷冻装置内形成冰晶，通过控制冰晶成核和生长以及溶质挤出而获得径向排布的冷冻样；低温紫外辐射交联，在未交联的孔壁处完全原位自由基聚合反应；冷冻干燥以及预处理过程，得到径向分级多孔结构的聚丙烯酰胺气凝胶。本发明的方法原料易得，操作简单，效率高，重复性好，是一种可规模化制备聚丙稀铣胺气凝胶的方法，同时通过精心设计的径向冷冻装置以控制冰晶的生长方法并以其为模板，从而得到特殊的微观结构，且通过低温紫外辐射交联的方法来固定这种特殊结构。

主权项

1.一种聚丙烯酰胺气凝胶的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤(1)、在分散介质中加入制备原料，在避光条件下搅拌均匀直至制备原料完全溶解，得到透明的丙烯酰胺前驱液；其中，所述制备原料包括聚合反应单体、化学交联剂和光引发剂，所述聚合反应单体为丙烯酰胺，所述化学交联剂为亚甲基双丙烯酰胺，所述光引发剂为偶氮二异丁脒盐酸盐；步骤(2)、将所述步骤(1)中得到的前驱液注入具有径向温度梯度的径向冷冻装置进行径向冷冻形成冰晶，冰晶沿温度梯度方向生长，且冰晶生长过程会将溶液中的溶质挤出得到未交联的溶质孔壁，待所述前驱液完全冰冻后，得到径向冰晶结构的冷冻样，并将冷冻样脱模并置于低温环境；步骤(3)、将所述步骤(2)中得到的冷冻样进行低温紫外辐射交联，待冷冻样交联完全后，将径向结构保留下来；步骤(4)、将所述步骤(3)中交联完全的冷冻样进行冷冻干燥，从而获得未处理的径向分级多孔结构的聚丙烯酰胺气凝胶，所述未处理的径向分级多孔结构的聚丙烯酰胺气凝胶再通过预溶胀和再次冷冻干燥的预处理方法降低吸湿溶胀，从而得到径向分级多孔结构的聚丙烯酰胺气凝胶，即得到所述聚丙烯酰胺气凝胶。