【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及多孔材料制备，尤其涉及一种表面活性剂稳定的泡沫模板构筑高孔隙率双网络多孔材料的方法。
技术介绍
1、本专利技术
技术介绍
中公开的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
2、目前常用的构筑轻质高孔隙率三维多孔材料的方法有冷冻干燥、3d打印技术、制孔剂刻蚀和乳液模板技术，但这些方法对设备要求高，生产过程能耗高，步骤繁琐，二次污染大，不利于大规模生产与应用拓展。泡沫作为一种气液分散体系，其液膜固定后则可得到包裹气体的多孔凝胶泡沫。气体的引入可在材料内部原位造孔，并且无需后续去除造孔剂的繁琐步骤，以泡沫凝胶为模板构筑多孔材料是一种更为绿色简便的手段。
3、然而，泡沫体系作为模板在使用过程中极易失稳，因此泡沫的稳定是发挥其模板作用的关键。通常，两亲性颗粒和分子均可用作泡沫稳定剂，两亲性颗粒可以不可逆地吸附在气液界面，并形成界面弹性膜以阻碍气体分子的进一步扩散，展现出良好的稳泡性。但由颗粒稳定的泡沫模板得到的多孔材料通常存在孔隙率低、密度大的问题，限制了其应用的发展。种类丰富的可溶两亲分子如表面活性剂也常用于气液界面的稳定，通过将液膜凝胶化，可以进一步得到高孔隙率的多孔材料，但表面活性剂分子很容易从气液界面脱离，导致泡沫模板的失稳。因此，如何保证表面活性剂稳定的泡沫模板在使用过程中的稳定对于制备高孔隙率的多孔材料而言十分关键。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技
2、第一方面，本专利技术提供了一种表面活性剂稳定的泡沫模板构筑高孔隙率双网络多孔材料的方法，包括如下步骤：
3、将可溶性高分子、交联剂、水溶性聚合单体、引发剂和表面活性剂溶于水中，然后加入戊二醛，搅拌发泡得到水基泡沫；所述可溶性高分子能与戊二醛发生化学键合作用；
4、将所述水基泡沫进行聚合反应，聚合反应结束后干燥，即得高孔隙率双网络多孔材料。
5、优选的，所述可溶性高分子选自壳聚糖或聚乙烯醇。
6、进一步的，当可溶性高分子为壳聚糖时，壳聚糖以壳聚糖-醋酸水溶液的形式溶于水中，并且在聚合反应结束后还包括去除醋酸的步骤。
7、优选的，所述交联剂为n,n’-亚甲基双丙烯酰胺；所述水溶性聚合单体选自丙烯酸或丙烯酰胺中的一种或两种；所述引发剂选自偶氮二异丁基脒盐酸盐。
8、优选的，所述表面活性剂为两性离子表面活性剂、阳离子表面活性剂或非离子表面活性剂。
9、优选的，所述水基泡沫中，戊二醛、可溶性高分子、交联剂、水溶性聚合单体、引发剂和表面活性剂的质量比为(12～20):(40～60):(5～10):(250～350):(15～25):(25～40)；所述戊二醛的质量分数为0.5～1wt％。
10、优选的，所述搅拌发泡的转速为6000～10000r/min；搅拌发泡的时间为40～120s。
11、优选的，所述聚合反应的温度为60～90℃，聚合反应的时间为5～30min。
12、优选的，所述干燥的温度为10～40℃。
13、第二方面，本专利技术提供了上述方法制备得到的高孔隙率双网络多孔材料。
14、与现有技术相比，本专利技术取得了以下有益效果：
15、(1)本专利技术采用泡沫模板法，通过戊二醛与可溶性高分子的化学键合作用稳定表面活性剂产生的泡沫，以水溶性聚合单体的自由基聚合反应形成的聚合物和可溶性高分子作为双网络骨架，制备得到了高孔隙率和高机械强度的双网络多孔材料，本专利技术的方法简单、环保，普适性和实用性强，改善了目前多孔材料构筑方法能耗高、步骤繁琐、材料孔隙率低的问题。
16、(2)本专利技术制备得到的高孔隙率双网络多孔材料的孔隙率可达80％以上，密度较低，孔径可达50μm以上，结构为亲水多孔骨架，在环境治理、细胞培育、电化学储能与催化等领域具有广阔的应用前景。
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1.一种表面活性剂稳定的泡沫模板构筑高孔隙率双网络多孔材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述可溶性高分子选自壳聚糖或聚乙烯醇。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，当可溶性高分子为壳聚糖时，壳聚糖以壳聚糖-醋酸水溶液的形式溶于水中，并且在聚合反应结束后还包括去除醋酸的步骤。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述交联剂为N,N’-亚甲基双丙烯酰胺；所述水溶性聚合单体选自丙烯酸或丙烯酰胺中的一种或两种；所述引发剂选自偶氮二异丁基脒盐酸盐。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述表面活性剂为两性离子表面活性剂、阳离子表面活性剂或非离子表面活性剂。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述水基泡沫中，戊二醛、可溶性高分子、交联剂、水溶性聚合单体、引发剂和表面活性剂的质量比为(12～20):(40～60):(5～10):(250～350):(15～25):(25～40)；所述戊二醛的质量分数为0.5～1wt％。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述聚合反应的温度为60～90℃，聚合反应的时间为5～30min。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述干燥的温度为10～40℃。
10.如权利要求1～9任一项所述的方法制备得到的高孔隙率双网络多孔材料。
...【技术特征摘要】
1.一种表面活性剂稳定的泡沫模板构筑高孔隙率双网络多孔材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述可溶性高分子选自壳聚糖或聚乙烯醇。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，当可溶性高分子为壳聚糖时，壳聚糖以壳聚糖-醋酸水溶液的形式溶于水中，并且在聚合反应结束后还包括去除醋酸的步骤。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述交联剂为n,n’-亚甲基双丙烯酰胺；所述水溶性聚合单体选自丙烯酸或丙烯酰胺中的一种或两种；所述引发剂选自偶氮二异丁基脒盐酸盐。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述表面活性剂为两性离子表面活性剂、阳离子表面活性剂或非离子表面活性剂。
6.如权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋爱新，张丽亚，郝京诚，姜韦凤，蒋晓倩，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：
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