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水凝胶(hydrogel)是一类具有三维网络的高分子聚合物,由于聚合物链段上同时具有亲水基团和疏水基团,使其能够在保持水分的同时在水中可以保持网络结构。高含水量、高孔隙率、高离子通透性等特点使水凝胶在生物、材料、传感等领域具有重要的应用前景。卟啉类化合物是一种常用的光敏分子,在紫外、可见光区域具有较强的吸收并且可以将光能转化为化学能等其他能量形式,在催化氧化、光伏材料等领域有着广泛应用。将卟啉衍生物引入到水凝胶中,可以将卟啉的功能性和水凝胶的结构特点结合起来,制备多功能响应性的水凝胶材料。本文分别利用含有双键的卟啉分子以及使用卟啉修饰的壳聚糖制备了含有卟啉衍生物的水凝胶材料,并研究了其力学、光学等性质。具体内容如下:将具有双键的卟啉衍生物原卟啉二钠盐(protoporphyrin disodium salt,PPDS)和聚丙烯酰胺通过自由基聚合生成共价键交联水凝胶,可以使PPDS固定在三维网络状态聚丙烯酰胺内部,形成PPDS/PAM水凝胶。并且对制备的水凝胶进行了光学和力学表征,实验表明当添加0.3,0.5,0.8 mg/mL的PPDS时,水凝胶的拉伸强度与掺杂前相比分别增加了23.7%,58.1%,69%。通过扫描电镜可以看到添加PPDS后水凝胶具有更大更厚的孔道结构,使水凝胶具有更好的溶胀性质。从荧光光谱可以看出,水凝胶具有卟啉分子的荧光。壳聚糖是一种天然多糖,具有良好的生物相容性和生物降解性。利用缩合反应使具有羧基官能团的5,10,15,20-四(4-羧基甲氧基苯基)卟啉(H2TCPP)修饰在具有氨基的壳聚糖上,得到修饰后的壳聚糖H2TCPP-CS。使用H2TCPP-CS和丙烯酰胺共聚制备了H2TCPP-CS/PAM水凝胶。并且对合成的H2TCPP-CS/PAM水凝胶进行了表征。制备的H2TCPP-CS/PAM水凝胶具有伴随着光谱变化的酸碱形状记忆功能,并且随着H2TCPP-CS的含量由1%,2%增加到3%时水凝胶的形状记忆率分别为22.4%,42.6%和58.6%。另外,使用H2TCPP-CS和N-异丙基丙酰胺共聚制备了H2TCPP-CS/NiPAM/MMT水凝胶,对制备的水凝胶进行了力学及光学表征。研究表明制备的H2TCPP-CS/NiPAM/MMT同时具有温度响应性和随酸碱性变化的荧光性质。