一种制备具有碱金属卤化物的无机水凝胶的方法技术

本发明专利技术涉及一种用碱金属卤化物例如常用盐（NaCl）来制备无机水凝胶的方法，以及制造所述水凝胶的方法。本发明专利技术提供了可通过自组建或者通过改变溶液的一种或多种特性来实现的水凝胶。所述可改变的溶液的一种特性包括pH、温度以及一种或多种具体离子的浓度。本发明专利技术还揭示了仅使用无机组分来形成无机水凝胶。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种制备无机水凝胶的方法。更具体来说，本专利技术涉及。此外，所述方法涉及在温和反应条件下以及对PH的精确控制下，使用常用盐、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠制备无机水凝胶。本专利技术还涉及制备与自然组织具有相似特性的无机水凝胶，从而所述水凝胶具有非常高的生物相容性，且特别适用于生物医学和药物应用中。
技术介绍
已知水凝胶在许多应用中具有前景，主要是由于它们的高水含量以及橡胶状或者柔韧特性所导致的，这可以模仿自然组织且可以促进生物活性物质在所希望的生理学点位进行释放。尽管水凝胶通常具有上述有利的特性，但是当凝胶释放捕集的水时，其倾向于随着时间收缩。因此，水凝胶不但具有差的制剂稳定性，而且当所述水凝胶制剂应用于皮肤 时，由于捕集的水的蒸发，其还引发过敏性反应。无机凝胶是众所周知的且已经长期运用于各种目的，例如，用于从气体载体吸附可冷凝蒸气以及其自身作为催化剂或者作为催化剂组分或者作为载体的催化目的。题为“锆二氧化硅水凝胶组合物及其制备方法”的US 5069816中，报告了用于制备锆亲水性二氧化硅水凝胶和锆疏水性二氧化硅水凝胶的生产方法。这些二氧化硅水凝胶的制备需要约800至1200° C的提升的温度，且还需要100至500psi的提升的压力。给出的文献的主要缺陷是，在剧烈条件下，例如应用了较高温度和较高压力的条件下，形成亲水性和疏水性二氧化硅凝胶。题为“用于制备具有高孔体积的亲水性二氧化硅凝胶的方法”的US6239243中，报告了亲水性二氧化硅水溶胶(SiO2)的制备。整个过程需要90° C至800° C的提升的温度以制造亲水性二氧化硅凝胶。给出的文献的缺陷是需要在氧化气氛下实现的提升的温度。题为“无机水凝胶及其使用”的US 4169926中，报告了用包含含氧有机化合物的接触剂来制备含二氧化硅的水凝胶，所述包含含氧有机化合物的接触剂作为催化目的的应用为本领域所熟知，例如，如美国专利第3，887，494号中所述。在该专利技术中，结合了四氯化钛用于制备无机水凝胶。该专利技术的主要缺陷是具有高度毒性四氯化钛和腐蚀性物质的使用。当意外释放时，其产生会沸腾或蒸发的液体池。参考期刊“通过过结晶化反应得到氯化钠的针形晶体(Needle-Shape Crystal ofSodium Chloride Obtained by percrystallization)” (美国化学学会期刊(Journal ofAmerican Chemical Society), 54,1932,第2392页),其中报告了出现在火棉胶袋中的针形氯化钠晶体。此外作者预测通过该方法可以得到一种去除无机可扩散盐同时浓缩酶的实用方法。缺点为了进行过结晶化而不得不使用氯化钠使得该方法不能应用于任何其他的现象并且不足以用于任何成功的应用。参考美国专利0018160A1和美国专利7，347，988，其中制造了具有有序晶体结构的水凝胶。该专利技术特别地涉及通过使用主要单体是N-异丙基丙烯酰胺，共聚单体是丙烯酸羟乙基酯、烯丙胺、丙烯酸以及其他相关类似物，溶剂是水的结晶水凝胶的制备。缺点该过程的瓶颈是使用交联剂用于制备结晶水凝胶。涉及用于各种疾病治疗的活性化合物的受控制的传递的药物应用需要用于所述交联剂的生物降解并实现活性捕集化合物的释放的生理条件。从现有技术可以明确地看出，对于所报告的无机水凝胶具有一些限制。所述无机水凝胶的制备需要剧烈条件以形成凝胶。一个所述条件是温度因素，其在现有技术中是非常高的。除此之外，从现有技术可以明确地看出，这些无机水凝胶不是天然结晶的，所报告的结晶水凝胶是基于有机组分的。在本专利技术中，我们报告了在环境条件下无机水凝胶的制备，其可以无需任何剧烈的温度或压力十分容易地制备。这些无机水凝胶还天然地具有非常特殊的结晶特征。然而，本专利技术并不限于用氯化钠形成无机水凝胶，其还涉及从钠离子到铯离子的其他碱金属卤化物。研究本说明书以及所附权利要求之后，本专利技术的一些优点对于本领域技术人员是显而易见的。专利技术目的·本专利技术的主要目的是提供一种用于制备无机水凝胶的方法。本专利技术的另一个目的是提供一种用碱金属卤化物制备无机水凝胶的方法。本专利技术的另一个目的是提供一种在温和条件下使用所有无机组分来制备无机水凝胶的简单有效的方法。本专利技术的另一个目的是使用无机磷酸盐制备无机水凝胶的方法。本专利技术的另一个目的是无机水凝胶的制备，所述无机水凝胶是天然结晶的。
技术实现思路
因此，本专利技术涉及一种用于在温和条件下制备化学式为M (H2O) 4 (PO/—)的无机水凝胶的方法，其中M选自碱金属卤化物对应的碱金属，所述方法包括以下步骤(i )将碱金属卤化物加入到水中，并在30至35° C的温度范围内搅拌I至2分钟；(ii)将磷酸钠溶液加入到步骤(i)的溶液中；(iii)同时将碱金属氢氧化物溶液加入到步骤(i)的溶液中；(iv)以400至IOOOrpm的速度范围搅拌步骤(iii)中得到的反应混合物10至20分钟，并将温度维持在40至80° C的温度范围内；(V)在环境条件下将步骤(iv)中得到的溶液冷却4至6小时以得到无机水凝胶；(vi)将步骤(V)中得到的无机水凝胶储存15至20小时，以将无机凝胶转变为结晶形式。附图简要说明图I所示是无机水凝胶的扫描电镜(SEM)图，显示了水凝胶的网格。图2所示是结晶水凝胶的扫描电镜(SEM)图。图3所示是无机水凝胶的差示扫描量热法(DSC)曲线。在图中可以观察到两个峰值在约0° C的一个锐锋(峰I)和在约-20° C的另一个宽峰(峰2)，峰I和峰2分别对应水凝胶中的自由水与结合的水。图4显示了瓶/容器中的无机水凝胶的吸水能力。专利技术详述虽然本专利技术可具有各种修改和替代形式，但通过举例和附图的方式显示了具体方面，并将进行详细描述。但是应当理解，这并不是要将本专利技术限制为所揭示的特定形式，相反地，本专利技术涵盖了落在本专利技术所附权利要求书所限定的本专利技术精神和范围内的所有变化、等价形式和替代形式。申请人:提出，提及的实施例仅包括有关理解本专利技术各方面的那些具体细节，从而不妨碍得益于本文描述内容的本领域普通技术人员显而易见的详细公开。术语“包括”、“包含”或其任意其它变型旨在涵盖非排他的包含，使得包括成员列表的过程、催化剂组合物不仅包括这些成员而且还可包括并未明确列出的或这些过程固有的其它成员。也就是说，前有“包含”的一种或多种要素不排除(没有更多的限制)在系统或方法中的其他要素或者额外的要素的存在。在本专利技术各方面的以下详述中，参考构成说明书的一部分的附图和图表，显示了可以实施本专利技术的示例性的具体方面。以足够的细节描述这些方面，使得本领域的技术人员能够实施本专利技术，应理解，可以利用其他方面并做出改变而不背离本专利技术的精神。因此，以下描述不应起限制作用，且本专利技术的范围仅由所附权利要求书进行限定。 因此，本专利技术涉及一种用于在温和条件下制备化学式为M (H2O) 4 (PO/—)的无机水凝胶的方法，其中M选自碱金属卤化物对应的碱金属，所述方法包括以下步骤(i )将碱金属卤化物加入到水中，并在30至35° C的温度范围内搅拌I至2分钟；(ii)将磷酸钠溶液加入到步骤(i)的溶液中；(iii)同时将碱金属氢氧化物溶液加入到步骤(i)的溶液中；(iv)以400至IOOOrpm的速度范围搅拌步骤(本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·辛格，B·甘吉利，
申请(专利权)人：科学工业研究委员会，
类型：发明
国别省市：