[发明专利]一种电活性氧化石墨烯水凝胶

说明书

本发明属于水凝胶领域，尤其涉及一种电活性氧化石墨烯水凝胶。本发明提供的水凝胶按照以下方法制备得到：氧化石墨烯与水溶性导电高分子材料在水中进行化学交联，得到电活性氧化石墨烯水凝胶。本发明将石墨烯、导电高分子低聚体和水凝胶相结合制备电活性氧化石墨烯水凝胶，具有良好的电活性、光热转换性能和水溶性，可用于生物医学领域，如生物成像、药物载送、光热治疗等。尤其是导电高分子低聚体和氧化石墨烯不仅具有协同的光热效应，而且还可以实现疏水、亲水药物的负载，因此其在化学‑光热协同治疗领域会有很大的应用空间。

技术领域

本发明属于水凝胶领域，尤其涉及一种电活性氧化石墨烯水凝胶。

背景技术

氧化石墨烯是石墨烯的氧化物，其颜色为棕黄色，市面上常见的产品有粉末状、片状以及溶液状的。因经氧化后，其上含氧官能团增多而使性质较石墨烯更加活泼，可经由各种与含氧官能团的反应而改善本身性质。

氧化石墨烯一般由石墨经强酸氧化而得，主要有三种制备氧化石墨的方法：Brodie法，Staudenmaier法和Hummers法。其中Hummers法的制备过程的时效性相对较好而且制备过程中也比较安全，是目前最常用的一种。它采用浓硫酸中的高锰酸钾与石墨粉末经氧化反应之后，得到棕色的在边缘有衍生羧酸基及在平面上主要为酚羟基和环氧基团的石墨薄片，此石墨薄片层可以经超声或高剪切剧烈搅拌剥离为氧化石墨烯。

氧化石墨烯作为一种性能优异的新型碳材料，已成为材料科学的研究热点。其中，如何提升和拓展氧化石墨烯的性能以扩大其应用领域，是目前的研究重点。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电活性氧化石墨烯水凝胶，本发明提供的材料具有良好的电活性、光热转换性和水溶性。

本发明提供了一种电活性氧化石墨烯水凝胶，按照以下方法制备得到：

氧化石墨烯与水溶性导电高分子材料在水中进行化学交联，得到电活性氧化石墨烯水凝胶。

优选的，所述氧化石墨烯包括未修饰的氧化石墨烯和/或功能化修饰的氧化石墨烯。

优选的，所述功能化修饰的氧化石墨烯的化学修饰位点为羧基、羟基和环氧基中的一种或多种，修饰上的功能化基团包括羧基、氨基、羟基、双键、炔基、偶氮基、叠氮基、异氰酸酯基、巯基、二硫键和硅烷基中的一种或多种。

优选的，所述水溶性导电高分子材料的主链和/或侧链上含有导电高分子低聚体。

优选的，所述导电高分子低聚体包括苯胺低聚体、噻吩低聚体、吡咯低聚体中的一种或多种。

优选的，所述水溶性导电高分子材料为氧化葡聚糖-苯胺低聚体、壳聚糖-苯胺低聚体、聚氨基酸-苯胺低聚体、明胶-苯胺低聚体、纤维素-苯胺低聚体、透明质酸-苯胺低聚体、胶原-苯胺低聚体、聚醇类-苯胺低聚体、聚丙烯酸类-苯胺低聚体和聚丙烯酰胺类-苯胺低聚体中的一种或多种。

优选的，所述苯胺低聚体为式(I)和/或式(II)结构：

其中，1≤m≤15，1≤n≤15。

优选的，所述氧化石墨烯、电活性高分子材料和水的用量比为(1～15)mg：(50～200)mg：1mL。

优选的，所述氧化石墨烯与水溶性导电高分子材料的交联点为以下基团中的一种或多种：

优选的，所述化学交联的温度为15～45℃；所述化学交联的时间为10s～30min。