| 专利类型 | 发明公开 | 法律事件 | 公开; 实质审查; 撤回; |
| 专利有效性 | 无效专利 | 当前状态 | 撤回 |
| 申请号 | CN202210301112.5 | 申请日 | 2022-03-25 |
| 公开(公告)号 | CN114805848A | 公开(公告)日 | 2022-07-29 |
| 申请人 | 太原理工大学; 山西浙大新材料与化工研究院; | 申请人类型 | 学校 |
| 发明人 | 秦苗; 梁紫微; 王龙飞; 韩威妺; 连小洁; 胡银春; 魏延; 陈维毅; 黄棣; | 第一发明人 | 秦苗 |
| 权利人 | 太原理工大学,山西浙大新材料与化工研究院 | 权利人类型 | 学校 |
| 当前权利人 | 太原理工大学,山西浙大新材料与化工研究院 | 当前权利人类型 | 学校 |
| 省份 | 当前专利权人所在省份：山西省 | 城市 | 当前专利权人所在城市：山西省太原市 |
| 具体地址 | 当前专利权人所在详细地址：山西省太原市万柏林区迎泽西大街79号 | 邮编 | 当前专利权人邮编：030024 |
| 主IPC国际分类 | C08J3/075 | 所有IPC国际分类 | C08J3/075 ; C08L33/26 ; C08L33/02 ; C08L97/00 ; C08K3/14 ; C08F220/56 ; C08F220/06 |
| 专利引用数量 | 4 | 专利被引用数量 | 1 |
| 专利权利要求数量 | 4 | 专利文献类型 | A |
| 专利代理机构 | 太原市科瑞达专利代理有限公司 | 专利代理人 | 王思俊; |
| 摘要 | 有修复性和抗 氧 化性MXene基导电 水 凝胶的制备方法，其步骤如下：（1）将亲水性 聚合物 单体 溶于水中，加入引发剂，搅拌至溶液均匀；（2）将 导电性 材料TiC2Tx(MXene)分散于水中，超声处理，再加入 单宁 ，搅拌4 h至溶液均匀；（3）将（1），（2）中溶液混合均匀，在一定 温度 下反应，即得导电水凝胶。其中，聚合物单体为 丙烯酸 ，丙烯酰胺或丙烯酸‑丙烯酰胺混合单体，单宁及MXene的 质量 分数分别为2~3%及0.5~1%。本 发明 制备得到的导电水凝胶具有良好的传感性能和自修复性能，并且本发明步骤简单，所需设备易得，生产周期短，有利于大规模生产。本发明在 电子 皮肤 和人体健康检测等方面具有较大的应用价值。 | ||
| 权利要求 | 1.有修复性和抗氧化性MXene基导电水凝胶的制备方法，其特征是包括下述步骤： |
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| 说明书全文 | 有修复性和抗氧化性MXene基导电水凝胶的制备方法技术领域背景技术[0002] 可穿戴柔性传感器是以柔性材料为核心的新型传感器。相比于普通传感材料，柔性材料具有轻便性和较高的延展性，并且在延展过程中不会丧失理化性能。因此，以此为基础的可穿戴传感器可弥补普通传感器低舒适性的不足。目前，可穿戴柔性传感器在电子皮肤、人体健康监测、软机器人等领域具有巨大的应用前景，受到了广泛的关注。 [0003] 水凝胶是一类具有三维网络结构和一定含水量的软材料，与生物组织相似，可作为柔性材料的基质。以水凝胶为基础，引入导电介质，即可构成导电水凝胶。它兼具柔性与导电性，是一种理想的柔性传感器材料。目前导电水凝胶的制备方法有三种：引入导电离子至水凝胶体系；引入导电聚合物至水凝胶体系；引入导电颗粒至水凝胶体系。引入导电离子至水凝胶体系可形成导电水凝胶，其导电性依赖于引入离子浓度。当离子浓度过高时，会产生细胞毒性，危害人体健康。引入导电聚合物至水凝胶体系也是一种常用的方法，然而多数导电聚合物单体具有毒性，制备过程具有危险性。引入导电颗粒至水凝胶体系不仅操作简便。而且导电颗粒的引入使导电水凝胶的力学性能得到增强，已经成为目前最为常用的导电水凝胶制备方法。 [0004] MXene是一种新型碳材料，具有较高的导电性和生物安全性，被认为是极具前景的导电性材料。因此，MXene目前常作为导电物质被引入水凝胶体系中。然而，MXene表面富含大量羟基，易于被氧化，致使其导电性不稳定，进而影响其传感性能，这是目前MXene基导电水凝胶有待解决的难题。 发明内容[0005] 针对目前所存在的不足，本发明的目的在于提供一种操作简单，制备周期短的MXene基导电水凝胶的制备方法，以解决目前MXene基导电水凝胶导电性能不稳定的缺点。 [0006] 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：在水凝胶体系中引入单宁。单宁具有大量酚羟基基团，易于被氧化，从而具有保护MXene不易被氧化的潜力，进而使MXene基导电水凝胶具有稳定的导电性能。 [0007] 一种有修复性和抗氧化性MXene基导电水凝胶的制备方法，步骤如下：（1）称取亲水性聚合物单体于烧杯中，加入超纯水使其溶解，再加入引发剂，磁力搅拌15分钟，得到稳定的分散液； （2）称取MXene于烧杯中，加入超纯水，超声处理，加入单宁，搅拌4 h，得到均匀的分散液； （3） 将步骤（1）和步骤（2）中的溶液混合均匀，在一定温度下反应，即得导电水凝胶。 [0008] 步骤（1）中所述的亲水性聚合物单体可为丙烯酸，丙烯酰胺或丙烯酸‑丙烯酰胺混合单体。各个单体的质量分数为0 30%，总体聚合物单体的质量分数为30%。引发剂为过硫酸~钾，浓度为总聚合物单体的0.3 0.5%，其中，最优聚合物单体配比为：丙烯酸与丙烯酰胺均~ 为15%。 [0010] 步骤（3）所述的反应温度范围为55 60 oC，反应时间为3 5 h。其中，最佳反应温度~ ~ o 为55 C，最佳反应时间为4 h。 [0011] 相比于目前已有技术，本发明具有以下有益效果：（1）本发明在凝胶体系中引入单宁，有效提高了MXene基水凝胶导电性能的稳定性。 [0012] （2）本发明制备所得导电性水凝胶富含大量氢键，使其具有自修复性，增加了其实用价值。 [0013] （3）本发明制备条件要求较低，制备过程简单易操作，且制备周期较短，有利于大规模生产以下结合由附图所示实施例的具体实施方式，对本发明的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包括在本发明的范围内。 附图说明[0014] 图1 是MXene基导电水凝胶SEM图片及EDS谱图；图2是 MXene基导电水凝胶抗氧化能力图； 图3是 MXene基导电水凝胶自修复性能图。 [0015] 图中，1是初始水凝胶；2是自修复后水凝胶。 具体实施方式[0017] （2）称取75 mg MXene于烧杯中，加入5 g超纯水，超声30 min，加入0.3 g单宁，搅拌1 h，得到均匀的分散液o （3）将步骤（1）和步骤（2）中的溶液混合均匀，55 C下反应4 h，即得导电水凝胶。 [0018] 实施例2（1）称取2.25 g丙烯酸和2.25 g丙烯酰胺于烧杯中，加入4.975 g超纯水使其溶解，再加入18 mg过硫酸铵，磁力搅拌15分钟，得到稳定的分散液。 [0019] （2）称取75 mg MXene于烧杯中，加入5 g超纯水，超声30 min，加入0.45 g单宁，搅拌1 h，得到均匀的分散液o （3）将步骤（1）和（步骤2）中的溶液混合均匀，55 C下反应4 h，即得具有抗氧化性导电水凝胶。 [0020] 实施例3（1）称取2.25 g丙烯酸和2.25 g丙烯酰胺于烧杯中，加入5.05 g超纯水使其溶解，再 加入18 mg过硫酸铵，磁力搅拌15分钟，得到稳定的分散液。 [0021] （2）称取150 mg MXene于烧杯中，加入5 g超纯水，超声30 min，加入0.3 g单宁，搅拌1 h，得到均匀的分散液o （3）将步骤（1）和步骤（2）中的溶液混合均匀，55 C下反应4 h，即得具有自修复性导电水凝胶。 |
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