一种咪唑盐类锂离子液体的导电水凝胶及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种咪唑盐类锂离子液体的导电水凝胶及其制备方法，涉及导电水凝胶领域，旨在解决现有技术中导电性差的问题，采用的技术方案是，首先合成1‑

【技术实现步骤摘要】
一种咪唑盐类锂离子液体的导电水凝胶及其制备方法


[0001]本专利技术涉及导电水凝胶领域，具体为一种咪唑盐类锂离子液体的导电水凝胶及其制备方法
。

技术介绍

[0002]传统的海藻酸钠水凝胶成型性较差，且凝胶的机械性能不好，与金属离子的络合能力也较差，难以形成稳定的导电通路，因此凝胶的导电性能较差，难以作为精确的皮肤传感材料用于生物医学领域
。

技术实现思路

[0003]鉴于现有技术中所存在的问题，本专利技术公开了一种咪唑盐类锂离子液体的导电水凝胶制备方法，采用的技术方案是，包括如下步骤：
[0004]步骤1，向邻苯二酚改性海藻酸钠中加入蒸馏水，待溶解完全后加入丙烯酰胺，并加入引发剂和交联剂，倒入玻璃模具中，水浴反应，再用冷水冲洗，即可获得引入邻苯二酚基团的能提高金属离子络合能力的海藻酸钠
‑
聚丙烯酰胺水凝胶；
[0005]步骤2，称取1‑
乙基
‑3‑
甲基咪唑溴盐置于圆底烧瓶中，加入甲醇搅拌至溶解完全，称取双三氟甲基磺酰亚胺锂，加入甲醇溶解完全后，逐滴加入到溶解好的1‑
乙基
‑3‑
甲基咪唑溴盐甲醇溶液中进行反应，待反应充分，将得到的产物进行旋蒸
、
干燥，得到1‑
乙基
‑3‑
甲基咪唑双
(
三氟甲基磺酰基
)
亚胺锂；
[0006]步骤3，将获得的邻苯二酚改性海藻酸钠
‑
聚丙烯酰胺水凝胶切成条状和块状置于容器中，加入去离子水没过凝胶浸泡，使水分子充分进入凝胶中的空腔，将浸泡后的水凝胶冷冻，使凝胶中的液体变成固体，使用冻干法将冻好的水凝胶冷冻干燥，取冻干后的凝胶浸泡于1‑
丙基
‑3‑
甲基咪唑双
(
三氟磺酰
)
亚胺锂中，即可获得咪唑盐类锂离子液体的导电水凝胶
。
[0007]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述步骤1中，引发剂为过硫酸铵
。
[0008]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述步骤1中，交联剂为
N,N
’‑
亚甲基双丙烯酰胺
。
[0009]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述步骤1中，所述水浴反应在
60℃
温度下反应1小时
。
[0010]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述步骤1中，所述冷水冲洗冲洗
30
秒
。
[0011]本专利技术的有益效果：本专利技术利用海藻酸钠与丙烯酰胺制备的凝胶能形成半互穿的双网络结构，邻苯二酚基团含有羟基，引入邻苯二酚基团能改善海藻酸钠聚丙烯酰胺离子液体凝胶的金属络合能力和亲水性；同时离子液体本身具有体积较大的阴
、
阳离子，咪唑类的阳离子具有优秀的导电率，两性离子结构中的阴阳离子作为抗衡离子可以促进锂盐的解离，并且锂离子可以通过阴阳离子基团实现跳跃迁移，从而使凝胶中的离子液体在低温下仍具有出色的电导率，进一步提高传统海藻酸钠水凝胶的导电性
、
耐热性
、
机械强度和力学
性能，所以引入离子液体可以改善邻苯二酚改性海藻酸钠聚丙烯酰胺水凝胶的导电性和耐热性
。
凝胶中邻苯二酚基团与离子液体共同作用，有助于提高凝胶的力学性能
、
粘附性和导电性
。
[0012]进一步的，通过该方法得到的
PDA
‑
PAAM
‑
IL[Li+]凝胶具有优秀的电导能力和热力学性质
。
海藻酸钠与丙烯酰胺构建了凝胶的双网络结构，使凝胶具有了粘附性
、
弹性
、
拉伸性
。
离子液体充斥于凝胶的空腔，增加了凝胶的力学性能和导电性
。
邻苯二酚基团与锂离子通过金属配位作用，增加了凝胶的稳定性和导电性
。
通过此方法，可以使水凝胶与获得优异的导电性，从而作为皮肤传感器应用于生物医学领域
。
附图说明
[0013]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍
。
在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识
。
附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制
。
[0014]图1为本专利技术离子液体1‑
乙基
‑3‑
甲基咪唑双
(
三氟甲基磺酰基
)
亚胺锂核磁共振氢谱图；
[0015]图2为本专利技术
PDA
‑
PAAM
凝胶的电镜扫描结果图之图一；
[0016]图3为本专利技术
PDA
‑
PAAM
凝胶的电镜扫描结果图之图二；
[0017]图4为本专利技术
PDA
‑
PAAM
水凝胶和
PDA
‑
PAAM
‑
IL[Li+]凝胶的拉力图；
[0018]图5为本专利技术
PDA
‑
PAAM
水凝胶和
PDA
‑
PAAM
‑
IL[Li+]凝胶的
Nyquist
图
。
具体实施方式
[0019]实施例1[0020]本专利技术公开了一种咪唑盐类锂离子液体的导电水凝胶的制备方法，采用的技术方案是，包括以下步骤：
[0021]步骤1，向
0.1g
邻苯二酚改性海藻酸钠中加入
10mL
蒸馏水，待溶解完全后加入
6g
丙烯酰胺，并加入适量引发剂过硫酸铵和交联剂
N,N
’‑
亚甲基双丙烯酰胺，倒入玻璃模具中，在
60
摄氏度水浴反应一小时，再用冷水冲洗
30
秒，即可获得引入邻苯二酚基团的能提高金属离子络合能力的海藻酸钠
‑
聚丙烯酰胺水凝胶
。
[0022]步骤2，称取
0.1mol 1
‑
乙基
‑3‑
甲基咪唑溴盐置于圆底烧瓶中，加入约
15ml
甲醇搅拌至溶解完全
。
称取
0.1mol
双三氟甲基磺酰亚胺锂，加入约
15ml
甲醇溶解完全后，逐滴加入到溶解好的1‑
乙基
‑3‑
甲基咪唑溴盐甲醇溶液中进行反应，室温下反应
24
小时
。
待反应充分，将得到的产物进行旋蒸，置于真空干燥箱室温高燥
48
小时，得到较粘稠液体1‑
乙基
‑3‑
甲基咪唑双
(
三氟甲基磺酰基...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种咪唑盐类锂离子液体的导电水凝胶制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，向邻苯二酚改性海藻酸钠中加入蒸馏水，待溶解完全后加入丙烯酰胺，并加入引发剂和交联剂，倒入玻璃模具中，水浴反应，再用冷水冲洗，即可获得引入邻苯二酚基团的能提高金属离子络合能力的海藻酸钠
‑
聚丙烯酰胺水凝胶；步骤2，称取1‑
乙基
‑3‑
甲基咪唑溴盐置于圆底烧瓶中，加入甲醇搅拌至溶解完全，称取双三氟甲基磺酰亚胺锂，加入甲醇溶解完全后，逐滴加入到溶解好的1‑
乙基
‑3‑
甲基咪唑溴盐甲醇溶液中进行反应，待反应充分，将得到的产物进行旋蒸
、
干燥，得到1‑
乙基
‑3‑
甲基咪唑双
(
三氟甲基磺酰基
)
亚胺锂；步骤3，将获得的邻苯二酚改性海藻酸钠
‑
聚丙烯酰胺水凝胶切成条状和块状置于容器中，加入去离子水没过凝胶浸泡，使水分子充分进入凝胶中的空腔，将浸泡后的水凝胶冷冻，使凝胶中的液体变成固体，使用冻干法将冻好的水凝胶冷冻干燥，取冻干后...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛晓，周海若，杨华，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：