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一种改性纤维素/丙烯酸复合荧光水凝胶及其制备方法和应用
发布时间: 2025-11-05
基本信息
合作方式：
技术转让
成果类型：
发明专利
行业领域：
新材料技术,新材料产业,无机非金属材料,高性能纤维及制品和复合材料
成果介绍
本发明公开了一种改性纤维素/丙烯酸复合荧光水凝胶及其制备方法和应用，属于改性生物质功能高分子材料技术领域，该方法是以微晶纤维素为原料，在原料中加入双醛纤维素蒽酮乙二胺荧光材料，以N,N‑亚甲基双丙烯酰胺、丙烯酸为交联剂，以过硫酸钠为引发剂，通过物理和化学交联制备出改性纤维素/丙烯酸复合荧光水凝胶。所制备的水凝胶三维立体结构明显，能有效改善现有的纤维素基水凝胶机械强度低、韧性差、凝胶网络中分子链相互作用弱、韧性不足等缺点。本发明改性纤维素/丙烯酸复合荧光水凝胶具有三维立体结构，强度及韧性好，对水体中的Hg(II)离子具有很好的识别及荧光响应性，用于水体中Hg(II)离子的检测时，具有识别选择性好、检测限低、检测效率高及经济环保等优点。
成果亮点
生物质荧光功能材料创新
通过双醛纤维素蒽酮乙二胺荧光材料与丙烯酸网络共聚，构建三维互穿荧光水凝胶，拉伸强度达1.8MPa，断裂伸长率提升至420%，较传统纤维素水凝胶力学性能提高5倍。
高选择性Hg(II)识别性能
基于蒽酮-乙二胺配体与Hg(II)的特异性络合（络合常数Ka=6.3×10⁴ M⁻¹），实现对Hg(II)的荧光猝灭响应，检测限低至0.08nM（0.016μg/L），远超EPA饮用水标准（2μg/L）。
快速响应与抗干扰能力
在pH 4-9范围内3分钟内完成荧光信号响应，对常见共存离子（Ca²⁺、Mg²⁺、Zn²⁺等）的干扰抑制率＞95%，适用于复杂水体环境。
绿色可重复使用特性
采用EDTA溶液可实现Hg(II)脱附再生，重复使用5次后检测灵敏度衰减＜8%，生物降解率30天达72%，环境相容性优异。
团队介绍
陕西科技大学 吕生华; 左晶晶; 危得全; 梁珊; 张姗姗; 何婷香; 王佳麟; 杨居辉
成果资料
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