一种双响应高效生物基复合水凝胶体系及制备方法和应用

技术特征：
1.一种双响应高效自愈合生物基复合水凝胶体系，其特征在于，包括光热响应层和功能净化层，所述光热响应层采用适量聚乙烯醇、磁性纳米粒子、导电导热剂与去离子水混合制成，所述功能净化层采用适量聚乙烯醇、天然生物分子、mof/cof材料与去离子水混合制成。2.权利要求1所述的一种双响应高效自愈合生物基复合水凝胶体系，其特征在于，所述光热响应层中聚乙烯醇、磁性纳米粒子、导电导热剂与去离子水的质量百分比如下：3.权利要求1所述的一种双响应高效自愈合生物基复合水凝胶体系，其特征在于，所述功能净化层中聚乙烯醇、天然生物分子、mof/cof材料与去离子水的质量百分比如下：4.权利要求1所述的一种双响应高效自愈合生物基复合水凝胶体系，其特征在于，所述天然生物分子为多糖类、多酚类、蛋白质类中的至少一种，所述多糖类包括纤维素、索拉胶、瓜尔胶、黄原胶中的至少一种，多酚类包括茶多酚、芒果苷、原花青素、槲皮素中的至少一种，蛋白质类包括明胶、多肽、酪蛋白中的至少一种。5.权利要求1所述的一种双响应高效自愈合生物基复合水凝胶体系，其特征在于，所述mof/cof材料材料包括mof5、mof177、zif7、zif8、zif11、mil-101、cof1、cof5、cof102、cof103有机框架材料中的至少一种。6.一种双响应高效自愈合生物基复合水凝胶体系的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)、将适量聚乙烯醇、磁性纳米粒子、导电导热剂与去离子水混合，升温，超声搅拌混合物，直到获得凝胶状混合物；(2)、将na2b4o7·
10h2o溶液和琼脂糖直接加入到步骤(1)获得的凝胶状混合物中，均匀搅拌；(3)、将混合物取出，利用模具填压成型，并进行多次冷冻/解冻处理获得光热响应层；(4)、将适量聚乙烯醇、天然生物分子、mof/cof材料与去离子水混合，升温，搅拌混合物，直到获得凝胶状混合物；(5)、将na2b4o7·
10h2o溶液和琼脂糖直接加入到步骤(4)获得的凝胶状混合物中，均匀搅拌；(6)、将混合物取出，利用模具填压成型，并进行多次冷冻/解冻处理获得功能净化层；(7)、利用水喷雾促进愈合的方法黏合光热响应层和功能净化层，获得复合水凝胶体
系。7.根据权利要求6所述的双响应高效自愈合生物基复合水凝胶体系的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的聚乙烯醇与步骤(2)中的na2b4o7·
10h2o溶液质量比为1:2～6。8.根据权利要求6所述的双响应高效自愈合生物基复合水凝胶体系的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的聚乙烯醇(pva)与步骤(2)或步骤(5)中的琼脂糖质量比为8～20:1。9.根据权利要求6所述的双响应高效自愈合生物基复合水凝胶体系的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)和步骤(6)中，在-20℃以下冷冻0.5～3h，然后在室温下解冻4～8h，冷冻/解冻程序进行1～3次以获得光热响应层。10.根据权利要求6-9中任一项所述的方法制备的双响应高效自愈合生物基复合水凝胶体系用于水资源的淡化、净化领域。

技术总结
本发明提供了一种双响应高效自愈合生物基复合水凝胶体系及制备方法和应用，包括光热响应层和功能净化层，本发明采用普通的去离子水即可激发凝胶的自愈合功能。本发明制备的生物基复合水凝胶体系可分别对近红外光和太阳光产生光热效应，具备双响应功能。本发明制备的生物基复合水凝胶集多种功能于一体，自愈合功能有效保证了机械性能和力学强度，吸附功能可以有效处理有机染料、重金属离子、挥发性化合物、抗菌抗辐射，内部多尺度微结构可以有效支撑结构稳定性。本发明以生物可降解的聚乙烯醇作为水凝胶的基体材料，复合以生物相容性的纳米材料和生物活性物质，更加安全、环保、有效，易于工业生产和大规模应用。易于工业生产和大规模应用。易于工业生产和大规模应用。


技术研发人员：蒋希芝 徐磊 汪敏 严旎娜
受保护的技术使用者：江苏省农业科学院
技术研发日：2022.08.18
技术公布日：2022/10/25