[发明专利]一种超分子水凝胶及其制备和应用

权利要求书

1.一种超分子水凝胶的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

S1、将丙烯酸单体、多酚衍生物、FeCl₃·6H₂O以及无机盐加入到去离子水中，在室温条件下搅拌混合，得到溶液A；

多酚衍生物的结构通式如下：

其中，R₁、R₂、R₃、R₄为下列结构中的任意一种：

-NH₂、-OH；

S2、在去离子水中加入引发剂，在室温下搅拌混合形成溶液B；

S3、取一定量的溶液A置于容器中，放入超声仪器中，震荡条件下向容器中加入溶液B，在超声仪器中通过自由基聚合技术制备超分子水凝胶；

S4、取出容器，室温放置，洗涤，即得到高离子电导率超分子水凝胶。

其中，步骤S1中，丙烯酸单体、多酚衍生物、FeCl₃·6H₂O以及无机盐四者的质量比为500：(0.42～1)：10：(220～230)。

2.如权利要求1所述的一种超分子水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤S1中所用无机盐为KCl、Na₂SO₄和LiCl中的任意一种。

3.如权利要求1所述的一种超分子水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤S2中所用引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾和过氧化氢中的任意一种或几种的组合。

4.如权利要求1所述的一种超分子水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤S3中进行自由基聚合过程的条件为：温度为室温、湿度为35～65％、超声仪器的超声频率为50～100Hz，超声时间为25～40min。

5.一种超分子水凝胶，其是如权利要求1-4中任一项所述的一种超分子水凝胶的制备方法制备的，其特征在于，水凝胶中聚合物基质的质量浓度为25～35wt％。

6.如权利要求5所述的一种超分子水凝胶，其特征在于，该水凝胶的透光度达到93％。

7.如权利要求5所述的一种超分子水凝胶在柔性可穿戴电子器件的能源装置中的应用，其特征在于，以ZIF-67纳米片/PANI@碳布为电极，以该超分子水凝胶为电解质，组合构建的固态柔性超级电容器，在电流密度为10mA·cm^-2时，面积比电容达2123mF·cm^-2，比功率密度为5.116W·cm^-2，能量密度为294.86mWh·cm^-2。