聚(N-异丙基丙烯酰胺-co-丙烯酸)水凝胶对铜离子的体积响应动力学

采用微波辐射法制备了N-异丙基丙烯酰胺-co-丙烯酸共聚水凝胶,探讨了该水凝胶对Cu2+的响应动力学,并估算出此过程中水凝胶的体积收缩速率常数及其反应活化能,同时建立了Cu2+浓度对水凝胶体积收缩响应速率常数影响的数学关系模型。实验结果表明,水凝胶对Cu2+所产生的体积收缩响应符合拟一级动力学反应。在40~60℃水溶液中,水凝胶的收缩速率随溶液中Cu2+浓度的增高而加快,其反应活化能在36~42 kJ.mol-1之间,且随着溶液中Cu2+浓度的增大而逐渐减小。重复性实验表明,该共聚水凝胶经过3次体积收缩(50.0℃溶液)/溶胀(6.0℃溶液)的循环实验,它在含Cu2+水溶液中对温度变化仍能保持高灵敏度的体积收缩/溶胀响应,而且其3次体积收缩/溶胀响应值几乎一样,有很好的重现性。