本发明具体涉及一种掺杂多壁碳纳米管的壳聚糖生物凝胶膜的制备工艺方法。
背景技术：
目前，壳聚糖生物凝胶膜的制备工艺方法的改进主要是改性和交联，但是一般的改性溶液及交联剂的价格昂贵且毒性较大，致使壳聚糖生物凝胶膜的应用比较局限，在机械领域的应用更是非常稀少。本发明的制备工艺方法得到的壳聚糖生物凝胶膜制作方法及操作过程简单，实验成本低廉，制备全过程绿色环保、无毒、无污染，对实验人员没有伤害，比其他改性和交联等方法得到的壳聚糖生物凝胶膜性能较优，在仿生学、柔性机械等领域可以代替传统的复杂的机械结构，轻巧、灵便的特点使其可以简化机械系统，避免复杂的安装过程，具有十分重要的应用价值。
技术实现要素：
本发明的目的是提供掺杂多壁碳纳米管的壳聚糖生物凝胶膜的制备工艺方法。
上述的目的可以通过以下技术方案实现：
一种掺杂多壁碳纳米管的壳聚糖生物凝胶膜的制备工艺方法，将一定量的壳聚糖溶液和体积分数为2％的乙酸溶液混合，水浴加热搅拌,充分溶解后加入甘油，再加入一定量的已经分散好的多壁碳纳米管水分散液并搅拌至充分混合,再将此溶液均匀流延到涂有吐温80的玻璃模具中，放入超声波清洗机内震荡脱泡后，放在干燥箱中干燥从而获得壳聚糖生物凝胶膜：
(1)多壁碳纳米管的二次分散：选择φ12型号的变幅杆，用蒸馏水将其清洗干净并用滤纸吸干；将多壁碳纳米管水分散液置于隔音箱升降台中间，调节控制升降台升降的按钮，使变幅杆末端深入液面约12mm-20mm,开启电源，设置工作时间为5min，超声时间为1.5s，间隔时间为2s，保护温度为60℃，关闭隔音箱，开启on按钮开始分散；共重复3-5次，得到均匀的多壁碳纳米管二次分散液；
(2)壳聚糖溶液的制备：取15ml体积分数为2％的乙酸溶液以及0.3g壳聚糖放在烧杯中，水浴加热搅拌，加热温度为50-70℃，至充分溶解后滴入2ml甘油并继续加热搅拌直至甘油充分溶解。
(3)量取0.3ml质量分数为1％的多壁碳纳米管水分散液加入到(2)获得的壳聚糖溶液中，水浴加热搅拌，温度为50-70℃，充分混合后均匀流延到涂有吐温80的玻璃模具中，放入超声波清洗机中震荡脱泡，然后放入干燥箱中干燥4-6h，其中干燥温度为80℃，真空度为零。
通过上述实验方案，本发明的优点主要有：
1.本发明中的壳聚糖(chitosan)在自然界广泛存在，在特定的条件下，壳聚糖能发生水解、烷基化、酰基化、羧甲基化、磺化、硝化、卤化、氧化、还原、缩合和络合等化学反应，可生成各种具有不同性能的壳聚糖衍生物。壳聚糖分子中带有游离的氨基，在酸性溶液中易成盐，呈阳离子性质。壳聚糖随其分子中含氨基数量的增多，其氨基特性越显著，具有许多生物学特性及加工特性。这种天然高分子的生物官能性和相容性、血液相容性、安全性、微生物降解性等优良性能被各行各业广泛关注，成为了医药、食品、化工、化妆品、水处理、金属提取及回收、生化和生物医学工程等诸多领域的宠儿，是目前各大领域的研究热点之一。
2.本发明的多壁碳纳米管具有独特的结构和表面性质,如机械强度高、比表面积大、中空层状结构、优越的化学和热学稳定性等。而且多壁碳纳米管不仅在微电子元器件、场发射材料、催化等领域应用潜能广阔,而且在纳米科学与技术领域也是很有前途的吸附材料。
3.本发明是一种掺杂多壁碳纳米管的壳聚糖生物凝胶膜的制备方法，实验稳定性好，反应过程缓慢、温和，不发生排斥、剧烈的化学反应。
4.本发明具体涉及壳聚糖溶液的制备、多壁碳纳米管二次分散液的制备，制备全过程绿色环保、无毒、无污染，对实验人员无危害。
5.配方易于控制，制备的操作比较简单，实验用料易于获得，价格低廉，具有较好的经济效益。
具体实施方式
下面对本发明做进一步描述。
本发明涉及一种掺杂多壁碳纳米管的生物凝胶膜的制备工艺方法。目前，生物凝胶膜的制备工艺方法的改进主要是改性和交联，但是改性溶液及交联剂的价格昂贵且毒性较大，致使目前生物凝胶膜的应用比较局限。
多壁碳纳米管本身具有优良的力学性能，将其掺杂在壳聚糖基体中，产生互相缠绕，增强其韧性；多壁碳纳米管的比表面积大，掺杂到生物凝胶膜中使生物凝胶膜比电容增加，利于更多的离子在界面层富集，最终提高了壳聚糖生物凝胶膜的输出力密度和应变，提高其输出力性能。
本发明包含如下步骤：将壳聚糖和乙酸溶液放入烧杯中，水浴加热搅拌,充分溶解后加入甘油，再加入已经分散好的多壁碳纳米管水分散液至充分混合后,均匀流延到玻璃模具中并放入超声波清洗机中震荡脱泡，放在干燥箱中干燥。
一种掺杂多壁碳纳米管的壳聚糖生物凝胶膜的制备方法，该方法包括如下步骤：
将一定量的壳聚糖溶液和体积分数为2％的乙酸溶液混合，水浴加热搅拌,充分溶解后加入甘油，再加入一定量的已经分散好的多壁碳纳米管水分散液并搅拌至充分混合,再将此溶液均匀流延到涂有吐温80的玻璃模具中，放入超声波清洗机内震荡脱泡后，放在干燥箱中干燥从而获得性能较优的壳聚糖生物凝胶膜。
(1)多壁碳纳米管的二次分散：选择φ12型号的变幅杆，用蒸馏水将其清洗干净并用滤纸吸干；将多壁碳纳米管水分散液置于隔音箱升降台中间，调节控制升降台升降的按钮，使变幅杆末端深入液面约12mm-20mm,开启电源，设置工作时间为5min，超声时间为1.5s，间隔时间为2s，保护温度为60℃，关闭隔音箱，开启on按钮开始分散；共重复3-5次，得到均匀的多壁碳纳米管二次分散液。
(2)壳聚糖溶液的制备：取15ml体积分数为2％的乙酸溶液以及0.3g壳聚糖放在烧杯中，水浴加热搅拌，加热温度为50-70℃，至充分溶解后滴入2ml甘油并继续加热搅拌直至甘油充分溶解。
(3)量取0.3ml质量分数为1％的多壁碳纳米管水分散液加入到步骤(2)获得的壳聚糖溶液中，水浴加热搅拌，温度为50-70℃，充分混合后均匀流延到涂有吐温80的玻璃模具中，放入超声波清洗机中震荡脱泡，然后放入干燥箱中干燥4-6h，其中干燥温度为80℃，真空度为零。
实施例1：
一种掺杂多壁碳纳米管的壳聚糖生物凝胶膜的制备方法，该方法包括如下步骤：
将壳聚糖溶液和体积分数为2％的乙酸溶液混合，水浴加热搅拌,充分溶解后加入甘油，再加入已经分散好的多壁碳纳米管水分散液并搅拌至充分混合,再将此溶液均匀流延到玻璃模具中并放入超声波清洗机中震荡脱泡后，放在干燥箱中干燥从而获得性能较优的生物凝胶膜。
(1)壳聚糖溶液的制备：取15ml体积分数为2％的乙酸溶液放入烧杯中，加入0.3g壳聚糖，水浴加热搅拌15min，加热温度为60℃，充分溶解后滴入2ml甘油并继续加热搅拌直至甘油充分溶解。
(2)多壁碳纳米管的二次分散：选取φ12型号的变幅杆，用蒸馏水将其清洗干净并用滤纸吸干；将多壁碳纳米管水分散液置于隔音箱升降台中间位置，调节控制升降台升降的按钮，使变幅杆末端深入液面约15mm,开启电源，设置工作时间为5min，超声时间为1.5s，间隔时间为2s，保护温度为60℃，关闭隔音箱，开启on按钮开始分散；分散结束后取出分散液散热10min，再按照上述步骤重复5次，得到均匀的多壁碳纳米管二次分散液。
(3)量取0.3ml质量分数为1％的多壁碳纳米管水分散液加入到步骤(1)获得的壳聚糖溶液中，水浴加热搅拌，温度为60℃，充分混合后均匀流延到涂有吐温80的玻璃模具中(便于揭膜)，放入超声波清洗机中震荡脱泡，然后放入干燥箱中干燥5h，其中干燥温度为80℃，真空度为零。