一种快速响应型温敏性壳聚糖气凝胶及其制备方法和应用

技术特征：
1.一种快速响应型温敏性壳聚糖气凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)羧基化碳纳米管壳聚糖气凝胶的制备：将羧基化碳纳米管超声分散于醋酸溶液中，加入壳聚糖粉末，搅拌溶解，经过冰冻成型、冷冻干燥后，使用氢氧化钠溶液浸泡，然后洗涤至中性并冷冻干燥，得到羧基化碳纳米管壳聚糖气凝胶；(2)快速响应型温敏性壳聚糖气凝胶的制备：将单体n-异丙基丙烯酰胺、交联剂n，n-亚甲基双丙烯酰胺以及引发剂过硫酸钾溶解于蒸馏水中，用氮气排除溶液中氧气后，加入羧基化碳纳米管壳聚糖气凝胶，在氮气的保护下进行加热反应，经洗涤干净并冷冻干燥后，得到快速响应型温敏性壳聚糖气凝胶。2.根据权利要求1所述的快速响应型温敏性壳聚糖气凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述羧基化碳纳米管壳聚糖气凝胶、n-异丙基丙烯酰胺、n，n-亚甲基双丙烯酰胺和过硫酸钾的质量比为0.1～1:0.5～1:0.05～0.1:0.05～0.1。3.根据权利要求1所述的快速响应型温敏性壳聚糖气凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述羧基化碳纳米管壳聚糖气凝胶在氮气的保护下于70～80℃下加热1～2h。4.根据权利要求1所述的快速响应型温敏性壳聚糖气凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述羧基化碳纳米管与壳聚糖的质量比为0.015～0.04:0.1～0.4。5.根据权利要求1所述的快速响应型温敏性壳聚糖气凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述羧基化碳纳米管浓度为0.1～0.4wt％，壳聚糖浓度为1～4wt％，醋酸浓度为1～4wt％。6.一种如权利要求1-5任一项所述的制备方法制得的快速响应型温敏性壳聚糖气凝胶。7.根据权利要求6所述的快速响应型温敏性壳聚糖气凝胶，其特征在于，所述快速响应型温敏性壳聚糖气凝胶在低于25℃时表现为亲水性能，在高于45℃时表现为疏水性能，随温度变化，其表面与水的接触角变化范围为0～133
°
。8.根据权利要求6所述的快速响应型温敏性壳聚糖气凝胶，其特征在于，所述快速响应型温敏性壳聚糖气凝胶孔径分布范围为100～300μm，孔容为0.0036～0.0077cm3/g，比表面积为1.78～4.89m2/g。9.一种如权利要求6所述的快速响应型温敏性壳聚糖气凝胶的应用，其特征在于，所述快速响应型温敏性壳聚糖气凝胶在油水分离中的应用。10.根据权利要求9所述的快速响应型温敏性壳聚糖气凝胶的应用，其特征在于，所述应用具体为：当环境温度高于45℃时，将快速响应型温敏性壳聚糖气凝胶用于吸附油水混合液中的油相，将油从水中分离出来；将该吸附油的气凝胶置于温度低于25℃的水中，经过静置15min后，被吸附的油自然地从该气凝胶中释放出来，油的析出效率为90～95％。

技术总结
本发明公开一种快速响应型温敏性壳聚糖气凝胶及其制备方法和应用，属于油水分离功能材料领域。该快速响应型温敏性壳聚糖气凝胶的制备方法如下：以壳聚糖和羧基化碳纳米管为原料，合成出热传导性能优异的羧基化碳纳米管壳聚糖气凝胶，然后再将温敏性单体N-异丙基丙烯酰胺通过热聚合的方式接枝到该羧基化碳纳米管壳聚糖气凝胶的表面，从而得到可控亲-疏水转换的快速响应型温敏性壳聚糖气凝胶。该气凝胶具有很好的温度响应性，通过外界温度的调控，实现气凝胶表面的亲/疏水转换，从而进行油水的分离和油的回收，且油水分离分离效率高。该气凝胶吸附的油类可在较低温度下自动排出，仅需15min，油的析出率高达90％以上，具有很好的应用前景。的应用前景。的应用前景。


技术研发人员：黄祖强 范松林 张燕娟 胡华宇 甘涛 覃宇奔
受保护的技术使用者：广西大学
技术研发日：2022.01.21
技术公布日：2022/5/30