本发明专利技术涉及一种复合非均匀阻抗导电水凝胶及其制备方法和应用，本发明专利技术采用海藻酸钠作为基体材料，将纳米细菌纤维素均匀地分散其中形成三维网状结构和增加其交联密度，增强力学性能，通过处理多壁碳纳米管，与其混合后在离心的状态下，利用物质的密度不同，达到多壁碳纳米管在海藻酸钠溶液中呈现不均匀分布,本发明专利技术制备的复合非均匀阻抗导电水凝胶用于传感器时，具有机械强度高，灵敏度高和精度高的特点，实现了以海藻酸钠作为基体材料制备传感器，本发明专利技术所述的制备方法，工艺流程简单，设备要求低，基材易得，成本低，能耗少且对于环境友好。好。好。
【技术实现步骤摘要】
l去离子水中用高速搅拌机打碎，加入6g海藻酸钠后继续搅拌至均匀后得到BC/SA混合溶液。
[0012]进一步的，步骤2中，碳纳米管溶液的制备方法为：
[0013]先将含量为13％的羧基化多壁碳纳米管分散稀释成2％的浓度，再与1％的NaOH溶液混合搅拌均匀，用盐酸调节混合溶液pH为中性后，得到质量分数为0.1
‑
0.4％碳纳米管溶液。
[0014]进一步的，所述的酸性溶液为氯化氢溶液。
[0015]进一步的，所述碳纳米管为羧基化多壁碳纳米管。
[0016]进一步的，所述的铝离子溶液为0.3mo l/L的氯化铝溶液。
[0017]一种复合非均匀阻抗导电水凝胶，由上述方法制备得到。
[0018]所述的复合非均匀阻抗导电水凝胶在制备传感器中的应用。
[0019]本专利技术的有益效果为：本专利技术采用海藻酸钠作为基体材料，将纳米细菌纤维素均匀地分散其中形成三维网状结构和增加其交联密度，增强力学性能，通过处理多壁碳纳米管，与其混合后在离心的状态下，利用物质的密度不同，达到多壁碳纳米管在海藻酸钠溶液中呈现不均匀分布,本专利技术制备的复合非均匀阻抗导电水凝胶用于制备传感器时，制备得到的传感器具有机械强度高，灵敏度高和精度高的特点，实现了以海藻酸钠作为基体材料制备传感器，本专利技术所述的制备方法，工艺流程简单，设备要求低，基材易得，成本低，能耗少且对于环境友好。
附图说明
[0020]图1为本专利技术的方法制备得到的水凝胶冻干后的扫描电镜图；
[0021]图2为不同含量碳纳米管制备得到的水凝胶压缩时的灵敏度示意图；
[0022]图3中(a)、(b)和(d)图为0.3％ MWCNTs水凝胶在不同压缩应变5次循环时的电阻变化率以及在20％应变循环压缩1200多次的电阻变化率示意图，(c)图为0.4％ MWCNTs没离心时形成的水凝胶在压缩时的灵敏度示意图。
具体实施方式
[0023]以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。
[0024]一种复合非均匀阻抗导电水凝胶的制备方法，所述的制备方法按以下步骤进行：
[0025](1)BC/SA溶液的制备：首先取BC湿膜4g，用1％的NaOH溶液60℃处理2h后，用去离子水清洗处理后的BC，将BC中的水全部去除后，再用去离子水浸泡2h，最后在200ml去离子水中用高速搅拌机打碎，加入6g海藻酸钠后继续高速搅拌至均匀后备用。
[0026](2)先将含量为13％的羧基化多壁碳纳米管分散稀释成2％的浓度，与1％的NaOH溶液混合后，搅拌6h与其充分混合后，用盐酸去调节pH为中性，再与BC/SA溶液按质量比例(5：95、10：90、15：85、20：80、30：70)混合。
[0027](3)将BC/SA/MWCNTS的混合溶液在7000r/mi n的速率下离心5mi n，离心后的溶液马上与0.3M Al C l 3
溶液交联，制备成BC/SA/MWCNTs复合水凝胶。
[0028]具体实施例
[0029]实施例1
[0030]步骤A、按照以下比例
[0031]纤维素湿膜
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
4g
[0032]海藻酸钠
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
6g
[0033]按质量浓度为
[0034]氢氧化钠
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
1％
[0035]配置在200ml的去离子水中，得到溶液。
[0036]步骤B、将碳纳米管分散稀释浓度为0.1％，与碱性溶液混合后，搅拌与其充分混合，用酸性溶液去调节pH为中性，再与步骤A中所得溶液混合。
[0037]步骤C、将步骤B得到的混合溶液离心5mi n，离心后的溶液马上与铝离子溶液交联，制备成MWCNTs浓度0.1％的复合水凝胶。
[0038]实施例2
[0039]步骤A、按照以下比例
[0040]纤维素湿膜
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
4g
[0041]海藻酸钠
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
6g
[0042]按质量浓度为
[0043]氢氧化钠
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
1％
[0044]配置在200m l的去离子水中，得到溶液。
[0045]步骤B、将碳纳米管分散稀释浓度为0.2％，与碱性溶液混合后，搅拌与其充分混合，用酸性溶液去调节pH为中性，再与步骤A中所得溶液混合。
[0046]步骤C、将步骤B得到的混合溶液离心5mi n，离心后的溶液马上与铝离子溶液交联，制备成MWCNTs浓度为0.2％的复合水凝胶.
[0047]实施例3
[0048]步骤A、按照以下比例
[0049]纤维素湿膜
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
4g
[0050]海藻酸钠
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
6g
[0051]按质量浓度为
[0052]氢氧化钠
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
1％
[0053]配置在200m l的去离子水中，得到溶液。
[0054]步骤B、将碳纳米管分散稀释浓度为0.3％，与碱性溶液混合后，搅拌与其充分混合，用酸性溶液去调节pH为中性，再与步骤A中所得溶液混合。
[0055]步骤C、将步骤B得到的混合溶液离心5mi n，离心后的溶液马上与铝离子溶液交联，制备成MWCNTs浓度为0.3％的复合水凝胶。
[0056]实施例4
[0057]步骤A、按照以下比例
[0058]纤维素湿膜
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
4g
[0059]海藻酸钠6g
[0060]按质量浓度为
[0061]氢氧化钠
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
1％
[0062]配置在200m l的去离子水中，得到溶液。
[0063]步骤B、将碳纳米管分散稀释浓度为0.4％，与碱性溶液混合后，搅拌与其充分混合，用酸性溶液去调节pH为中性，再与步骤A中所得溶液混合。
[0064]步骤C、将步骤B得到的混合溶液离心5mi n，离心后的溶液马上与铝离子溶液交联，制备成MWCNTs浓度为0.4％的复合水凝胶。
[0065]所述的复合非均匀阻抗导电水凝胶，由其制成的传感器的各项参数见表1：
[0066]表1
[0067][0068]表1为本专利技术所制备的传感器与中国专利申请公布号CN116003882A制备的双网络导电水凝胶各种参数的比较。可以看出本专利技术制备的在同等牵伸应变范围内灵敏度远大于双网络导电水凝胶，断裂伸长率大于双网络导电水凝胶。
[0069]如图1所示，可以看出本专利技术采用海藻酸钠作为基体材料，将纳米细菌纤维素均匀地分散其中形成了三维网状结构，可增加其交联密度，增强力本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种复合非均匀阻抗导电水凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、将纤维素湿膜和海藻酸钠加入去离子水中混合搅拌均匀，得到BC/SA混合溶液，所述BC/SA混合溶液中纤维素湿膜的质量分数为1.8
‑
2.5％，海藻酸钠的质量分数为2.8
‑
3.5％；步骤2、将质量分数为0.1
‑
0.4％碳纳米管溶液加入到步骤1的BC/SA混合溶液中，得到BC/SA/MWCNTS混合溶液；步骤3、将BC/SA/MWCNTS混合溶液在6000r/min
‑
8000r/min转速下离心5
‑
8min，将离心后的溶液马上与铝离子溶液交联，制备得到复合非均匀阻抗导电水凝胶。2.根据权利要求1所述的复合非均匀阻抗导电水凝胶的制备方法，其特征在于，所述步骤1的纤维素湿膜为细菌纤维素湿膜。3.根据权利要求1所述的复合非均匀阻抗导电水凝胶的制备方法，其特征在于，所述步骤1具体为：将4g纤维素湿膜用1％的NaOH溶液在60℃环境温度下处理2h后，用去离子水清洗处理后的纤维...
【专利技术属性】
技术研发人员：范玲玲，周洋东，许杰，彭松林，曾泽坤，陈慧慧，洪坤，方思远，乐欢，
申请(专利权)人：武汉纺织大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。