[发明专利]基于红光响应的纳米光电复合半导体构建的仿生水凝胶及其制备方法

权利要求书

1.一种基于红光响应的纳米光电复合半导体构建的仿生水凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)制备光电复合半导体纳米颗粒，包括以下分步骤：

(11)在搅拌条件下，将分散有水溶性阴离子表面活性剂和导体材料的分散液、n型半导体溶液和p型半导体溶液混合，并加入促水解剂；

(12)在搅拌条件下，向步骤(11)所得悬浮液中加入还原剂，并混合均匀；之后于180～200℃进行水热反应，所得反应液经过滤、洗涤、烘干即得到光电复合半导体纳米颗粒；

所述n型半导体与p型半导体分别为钛盐和铋盐，所述钛盐中钛离子和铋盐中铋离子的摩尔比为2：1～1：2；所述导体材料与n型半导体和p型半导体的质量比1：(70～120)；

(2)制备水凝胶前驱体混合液

将胶原的醋酸溶液和改性氧化透明质酸的光引发剂缓冲液按照体积比1：1混合均匀得到水凝胶前驱体混合液；

所述胶原的醋酸溶液中胶原浓度为8～12mg/mL；

所述改性氧化透明质酸的浓度为15～20mg/mL；

所述光引发剂的浓度为2.5～5mg/mL；

(3)制备仿生水凝胶

将步骤(1)制备的光电复合半导体纳米颗粒以0.1～1mg/mL的终浓度添加到步骤(2)制备的水凝胶前驱体混合液中并充分混合均匀，所得混合液经静置和光照得到仿生水凝胶。

2.根据权利要求1所述的基于红光响应的纳米光电复合半导体构建的仿生水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(11)中，将所述水溶性阴离子表面活性剂以及导电材料均匀分散于去离子水中，形成分散有水溶性阴离子表面活性剂和导体材料的分散液；所述水溶性阴离子表面活性剂与导体材料的质量比为10～15:1；所述水溶性阴离子表面活性剂为聚(4-苯乙烯磺酸钠)或十二烷基磺酸钠；所述导电材料为氧化石墨烯或氧化碳纳米管。

3.根据权利要求1所述的基于红光响应的纳米光电复合半导体构建的仿生水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(11)中，分别将n型半导体和p型半导体原料溶于去离子水中，形成n型半导体溶液和p型半导体溶液；所述钛盐为硫酸钛；所述铋盐为五水合硝酸铋。

4.根据权利要求1所述的基于红光响应的纳米光电复合半导体构建的仿生水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(11)中，所述促水解剂为碳酸钠或磷酸钠；所述促水解剂物质的量与n型半导体和p型半导体物质的量之和的比例为5:(2～3)。

5.根据权利要求1所述的基于红光响应的纳米光电复合半导体构建的仿生水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(12)中，还原剂为L-半胱氨酸或硫脲，还原剂与铋盐的摩尔比为1～1.2：1～2。

6.根据权利要求1所述的基于红光响应的纳米光电复合半导体构建的仿生水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(12)中，水热反应温度为180～200℃，反应时间为2～8h。

7.根据权利要求1至6任一所述的基于红光响应的纳米光电复合半导体构建的仿生水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述胶原的醋酸溶液是在冰浴条件下，将胶原溶于醋酸溶液中，并用碱性溶液调节体系pH值至7～8；所述醋酸溶液中醋酸浓度为0.4～1M。

8.根据权利要求1至6任一所述的基于红光响应的纳米光电复合半导体构建的仿生水凝胶的制备方法，其特征在于，所述改性氧化透明质酸为甲基丙烯酸酐修饰的氧化透明质酸。

9.根据权利要求1至6任一所述的基于红光响应的纳米光电复合半导体构建的仿生水凝胶的制备方法，其特征在于，所述光引发剂为I2959，所述光引发剂缓冲液是将光引发剂溶于PBS缓冲液中得到；所述改性氧化透明质酸的光引发剂缓冲液是将所述改性氧化透明质酸溶于光引发剂缓冲液中得到。

10.权利要求1至9任一所述方法制备的基于红光响应的纳米光电复合半导体构建的仿生水凝胶。