[发明专利]一种复合凝胶材料及其制备方法、太阳能电池组件及其制备方法

权利要求书

1.一种胶原蛋白/羧基化碳纳米管/聚丙烯酰胺复合凝胶的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

提取胶原蛋白并配制成胶原蛋白水溶液；

配制羧基化碳纳米管溶液；

配制交联剂溶液；

将所述胶原蛋白水溶液、所述羧基化碳纳米管溶液和所述交联剂溶液混合均匀，在室温下超声，密闭抽气，然后分别加入TEMED溶液和过硫酸铵溶液，发生聚合反应，得到胶原蛋白/羧基化碳纳米管/聚丙烯酰胺复合水凝胶；

所述配制交联剂溶液的方法为：将丙烯酰胺固体和甲叉丙烯酰胺固体溶于pH值为6.8的Tris/HCL缓冲液中，所述丙烯酰胺和所述甲叉丙烯酰胺的摩尔比为55～65：1，所述丙烯酰胺和所述Tris/HCl缓冲液的摩尔比为8：1。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述胶原蛋白、所述羧基化碳纳米管质量比为15～25：1。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述TEMED溶液的体积分数为0.2～1％，所述过硫酸铵溶液的质量浓度为50mg/mL，所述TEMED溶液和所述过硫酸铵溶液的体积比为2.5～5:1。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述提取胶原蛋白并配制成胶原蛋白水溶液的方法为：

将鱼皮加入浓度为0.1～0.15mol/L的NaOH水溶液中浸泡24h～48h以除去非胶原成分，得到脱脂鱼皮；

将所述脱脂鱼皮水洗至中性后加入浓度为0.2mol/L～0.5mol/L的醋酸溶液，匀浆，4℃磁力搅拌萃取2～3d，以转速为10000r/min离心30min，得到的上清液为酸溶性胶原蛋白；

向所述酸溶性胶原蛋白加入0.9mol/L～1mol/L的NaCl，离心，收集沉淀溶于0.2mol/L～0.5mol/L醋酸溶液中，采用浓度为0.02mol/L～0.1mol/L的醋酸溶液透析1～2d，再用蒸馏水透析21～d，冻干后得到鱼胶原蛋白；

将所述鱼胶原蛋白溶解至去离子水中，用NaOH调节pH至6.0，调节鱼胶原蛋白浓度至5mg/mL。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述配制羧基化碳纳米管溶液方法为：取长度为10-30μm且导电性能大于90s/cm，纯度>90％的羧基化单壁碳纳米管，溶解于纯水中，然后超声分散，得到浓度为1wt％的羧基化碳纳米管溶液。

6.一种根据权利要求1-5任意一项权利要求的所述制备方法获得的胶原蛋白/羧基化碳纳米管/聚丙烯酰胺复合凝胶。

7.一种太阳能电池组件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供如权利要求6所述的胶原蛋白/羧基化碳纳米管/聚丙烯酰胺复合凝胶；

将所述胶原蛋白/羧基化碳纳米管/聚丙烯酰胺复合凝胶置入EDC和NHS溶液中，在室温下避光反应过夜，用去离子水冲洗，室温晾干，形成薄膜层，将所述薄膜层在电解质溶液中吸涨，其中所述EDC和NHS的摩尔比为1：2～1:4；

制备含有组氨酸标签的重组别藻蓝蛋白α亚基MF0，并将所述含有组氨酸标签的重组别藻蓝蛋白α亚基MF0溶解在磷酸钠溶液中，形成MF0蛋白溶液；

将TiO₂电极浸泡在所述MF0蛋白溶液中，室温下避光吸附后，用去离子水漂洗，然后吹氮气干燥，得到MF0敏化的二氧化钛阳极；

将吸涨电解质溶液后的所述薄膜层置于所述MF0敏化的二氧化钛阳极和镀铂的对电极之间，两端固定，得到所述太阳能电池组件。