CN111312528A - 一种甲壳素再生水凝胶及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种甲壳素再生水凝胶及其制备方法与应用，属于能源材料技术领域。所述的甲壳素再生水凝胶的制备方法，包括如下步骤：S1.将甲壳素和离子液体进行加热溶解、冷却成型处理得到甲壳素离子液凝胶；S2.将上述甲壳素离子液凝胶置于碱性溶液中经浸泡处理即得甲壳素再生水凝胶。本发明制备得到的甲壳素离子液凝胶和甲壳素再生水凝胶具有良好的回复能力和触变能力；通过将甲壳素离子液凝胶浸泡于氢氧化钾水溶液中置换得到基于甲壳素的再生水凝胶，并将其作为聚合物电解质隔膜组装成超级电容器，所得电容器具有较高的比电容和充放电效率，良好的倍率性能和可逆性能，在超级电容器领域具有很好的研究价值和应用前景。
Description
技术领域
本发明属于能源材料技术领域，特别涉及一种甲壳素再生水凝胶及其制备方法与应用。
背景技术
甲壳素(chitin)，又叫甲壳质、几丁质，是自然界中储量仅次于纤维素的第二大可再生资源，年产量10亿吨以上，广泛存在于低等藻类、菌类细胞、节肢动物外骨骼、甲壳类动物的外壳和昆虫的角质层。由于甲壳素分子中存在着强烈的氢键作用，固态时具有很高的结晶度，导致其极难溶解于水和一般有机溶剂，因而限制了甲壳素的应用。
目前主要利用甲壳素与无机溶剂或有机溶剂之间的相互作用溶解甲壳素。Weimarn等曾报道利用LiCNS、Ca(CNS)2、CaCl2、CaBr2、CaCl2等无机盐的强水合作用溶解甲壳素，并指出它们的溶解能力依次递减(Weimarn,Conversion of Fibroin,Chitin,Caseinand Similar Substances into the Ropy-Plastic State and Colloidal Solution，Industrial and Engineering Chemistry,1927,19(1),109-110)。Clark和Smith将甲壳素溶解在过饱和的硫氰酸锂溶液中，溶解温度为95℃(Clark,X-ray diffraction studiesof chitin,chitosan and derivatives，Journal of Physical Chemistry,1936,40(7),863-879)。Vincendon利用核磁共振分别对溶解在饱和LiCNS溶液和LiCl/酰胺体系的甲壳素进行了研究，结果表明甲壳素分子上的N-乙酰氨基与锂离子(Li+)之间存在着很强的离子作用，能够形成络合物，极大的减弱了甲壳素分子的氢键作用，有助于其溶解(MarcVincendon,1H NMR study of the chitin dissolution mechanism，DieMakromolekulare Chemie,1985,186(9),1787-1795)。另外，在此基础上发展的LiCl/DMAc、LiCl/DMF和LiCl/NMP均是目前广泛应用的对甲壳素无降解作用的良性溶剂。
与锂离子类似，钙离子(Ca2+)也能与甲壳素形成阳离子络合物，进而溶于一些有机溶剂中。Tamura对于CaCl2/甲醇体系溶解甲壳素做了大量的研究，指出水的含量与Ca2+的浓度均对甲壳素的溶解有重要影响，甲壳素的脱乙酰程度越高越易溶解在该溶剂中(Tamura,Preparation of chitin hydrogel under mild conditions，Polymer Preprints,2006,55,1862)。与锂离子相比，钙离子的毒性较低，是一种更好的可选择的用于溶解甲壳素的溶剂，但甲壳素溶解后形成的溶液黏度太大，不适于大规模生产。产生这种现象的原因可能是：在利用含有活泼金属离子的有机溶剂溶解甲壳素时，一般是活泼金属离子先与甲壳素上的氨基络合形成阳离子络合物，再溶解于酰胺或醇类等有机溶剂中，也就是说，真正的溶剂是有机溶剂，甲壳素与活泼金属离子形成的阳离子络合物溶于有机溶剂后，会由于溶液的浓度太大而产生发黏现象。
为解决上述问题，有研究发现，将甲壳素溶于高浓度的无机酸(如盐酸、硝酸、磷酸)、有机酸(如氯乙酸DCA、三氯乙酸TCA)中，或者将甲壳素溶于卤代醇(氯乙醇、氯异丙醇)与强酸配成的混合溶剂中，会使溶液的黏度下降，但甲壳素会发生强烈水解，导致分子量减小，所制备的纤维或膜的机械性能变差。而且，酸性溶剂有腐蚀性，卤代醇的使用会对环境造成污染，这类溶剂并不适用于大规模应用。另外，利用六氟异丙醇(HFP)、六氟丙酮倍半水合物(HFAS)、甲磺酸等强极性溶剂可以增强甲壳素的溶解性。专利JP23246482A公开了壳聚糖纤维和薄膜的制造方法，其中公开了用HFP或HFAS可以溶解甲壳素，并可以通过湿态纺丝得到纤维，或铺成膜作为可吸收性的手术缝合线等医用材料。由于甲壳素在活体组织中可以被酶降解，同时又可以抗水解，因此可以用甲壳素制备不同条件下均具有良好保留性的外科手术用品。
2000年以来，武汉大学张俐娜课题组发现NaOH/尿素、NaOH/硫脲、LiOH/尿素水溶液体系在低温下对纤维素有很好的溶解效果，并制备了一系列基于纤维素的新材料(CaiJie,Biomacromolecules,2006,7,183-189)。鉴于甲壳素与纤维素具有类似的分子结构，2007年，杜予民等首次将NaOH/尿素水溶液用于溶解甲壳素，并对溶解后稀溶液的性质进行研究，结果发现，尿素的加入可以增加溶液的稳定性，甲壳素在-20℃，浓度为8wt％NaOH和4wt％尿素混合液中的溶解条件最佳，当温度升高时溶液会形成凝胶态。甲壳素低温溶解的机理在于，低温下的甲壳素与NaOH水合物能够形成氢键配体，同时尿素与NaOH结合，包覆在外部，形成了一种包合物；这种由氢键驱动形成的复合物在低温下处于较稳定的状态，故而甲壳素得以实现低温溶解，且所形成的的溶液极具发展潜力。(Hu Xianwen，Solubilityand property of chitin in NaOH/urea aqueous solution，Carbohydrate Polymers,2007,70,451-458)。
离子液体，又称室温离子液体(Room temperature ionic liquid)，是一类完全由阴阳离子构成的、在室温或接近室温下为液体状态的熔融盐。组成离子液体的常见阳离子有季铵盐离子、季膦盐离子、咪唑盐离子、吡啶盐离子等体积较大的离子，阴离子主要为卤素离子、含氟阴离子、酸根离子等。与传统溶剂相比，离子液体有着独特的性能：(1)蒸汽压低；离子液体在加热过程中不易挥发，操作时安全系数高，对环境污染也小；(2)溶解性好；离子液体是很多有机化合物、无机物和金属有机化合物的良溶剂；(3)熔点低、热稳定性好；常用离子液体的熔点都低于100℃；(4)导电性强，作为离子型溶剂，离子液体本身具有导电性，导电率为0.1～14mS/cm；(5)可调节性；对于溶剂的密度、黏度等物理性质，都可以通过改变离子液体的组成结构进行调节。作为一种新型的溶剂，离子液体被广泛应用于催化合成燃料电池和太阳能电池等方面，并在不断开发新的用途。
甲壳素与纤维素在离子液体中的溶解机理相似，都是通过破坏分子内或分子间的氢键网络使其溶解。在研究纤维素、甲壳素等天然多糖在离子液体中的溶解行为时，人们发现多糖浓度超过某一临界浓度时，天然多糖/离子液体体系普遍存在一种溶胶-凝胶的转变。用水或乙醇将离子凝胶组分中的离子液体洗脱后，剩下的多糖会形成相应的水凝胶或乙醇凝胶，利用这一点可以制备很多基于多糖的功能材料。
超级电容器(supercapacitor,electrochemical double layer capacitor)是一种具备高能量密度的电化学电容器，它的能量密度远远高于传统电容器；它的循环寿命、功率密度、充放电效率等性能都优于二次电池；由此可见，超级电容器兼备了传统电容器和二次电池两类储能设备的优点，性能介乎于两者之间，有望填补传统电容器和二次电池在应用领域的空白。
超级电容器由电极、隔膜和电解质三部分组成。电极材料主要包括碳材料类、过渡金属氧化物类和电子导电聚合物类。电解质主要有液态和固态两种形态。固态电解质因具有小巧便捷、安全无泄漏的优点逐步成为人们研究的重点。这种固态电解质以聚合物为基质，分为全固态聚合物电解质、凝胶聚合物电解质和复合聚合物电解质三种。用于超级电容器的水凝胶聚合物电解质的基本材料主要有聚氧乙烯、聚丙烯酸钾、聚乙烯醇等。
甲壳素是一种来源广泛、价廉易得的天然高分子，可以作为对基于石油化工的合成高分子的替代材料使用，它具有生物相容性好、可降解等特点，有着极大的应用价值。离子液体作为甲壳素的一种新型绿色溶剂，在用离子液体溶解甲壳素时，不会产生挥发性物质，对环境无污染，且能够有效避免传统溶剂在溶解甲壳素的过程中带来的甲壳素降解和分子量减小的问题，也就是说，将甲壳素溶解在离子液体中用于制备新型材料是一个绿色、环保的过程。加强甲壳素/离子液体凝胶的流变性质研究能为甲壳素成型加工、新材料制备等研究提供有效的理论支撑，对探索再生甲壳素在能源领域的应用具有重要的意义。
然而，目前尚未见有利用甲壳素和离子液体制备甲壳素再生水凝胶，并将其制成聚合物电解质隔膜用于组装超级电池的相关研究。
发明内容
本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种甲壳素再生水凝胶的制备方法。
本发明的另一目的在于提供一种甲壳素再生水凝胶及其应用。
本发明的上述目的通过以下技术方案实现：
一种甲壳素再生水凝胶的制备方法，包括如下步骤：
S1.将甲壳素和离子液体进行加热溶解、冷却成型处理得到甲壳素离子液凝胶；
S2.将上述甲壳素离子液凝胶置于碱性溶液中经浸泡处理，即得甲壳素再生水凝胶。
步骤S1中，所述的甲壳素为干燥的甲壳素；
步骤S1中，所述的甲壳素来源于虾壳、蟹壳中的至少一种；优选为虾壳；更优选为乙酰度在95％以上的虾壳。
所述的甲壳素为自然界中大量存在的、廉价易得、可生物降解的天然高分子生物材料，以其作为原料更加节约成本、安全环保。
步骤S1中，所述的离子液体为1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐([BMIM]Ac)、1-乙基-3-甲基咪唑氯盐([EMIM]Cl)和1-烯丙基-3-甲基咪唑溴盐([AMIM]Br)中的至少一种；优选为1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐。
所述的1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐([BMIM]Ac)为蒸汽压低、无挥发的离子液体，以其作为溶剂更加绿色环保。
步骤S1中，所述的离子液体为预处理后的离子液体。
所述的离子液体的预处理是指对离子液体依次进行油浴加热处理和除水除氧处理。
所述的离子液体的油浴加热处理条件为80～120℃油浴加热8～12min；优选为100℃油浴10min。
对离子液体进行除水除氧处理的方法可以根据实际需要选择，只要达到充分除去离子液体中的水分和氧气的目的即可；优选利用双排管反复抽气充气除去离子液体中的水分和氧气。
步骤S1中，所述的甲壳素与所述的离子液体按质量比0.5～5:100配比；优选按质量比1.5～3:100配比。
步骤S1中，所述的加热为油浴加热。
所述的油浴加热温度为60～80℃，时间为1～3h，以使甲壳素具有良好的溶解效果的同时，保护甲壳素分子结构不被破坏；优选为70～80℃，时间为2～3h。
步骤S1中，所述的溶解为搅拌溶解。
所述的搅拌可以为机械搅拌也可以为手动搅拌，具体根据实际需要进行选择，以达到甲壳素充分溶解的目的为准。
步骤S1中，所述的冷却成型是指将搅拌后得到的甲壳素离子溶液置于容器中自然冷却；优选为将搅拌后得到的甲壳素离子溶液倒在培养皿里，置于干燥器中自然冷却。
步骤S2中，所述的甲壳素离子液凝胶为表面不含离子液体的甲壳素离子液凝胶。
所述除去甲壳素离子液凝胶表面的离子液体的方法为先将制备的凝胶膜置于醇类溶剂中浸泡以除去甲壳素离子液凝胶表面的大部分离子液体，然后在水中浸泡以彻底除去甲壳素离子液凝胶表面的离子液体。
所述的醇类溶剂为乙醇；优选为无水乙醇。
所述的用醇类溶剂浸泡的时间为0.5～2h；优选为1～2h；更优选2h。
所述的水为去离子水、超纯水和蒸馏水中的至少一种；优选为去离子水。
所述的用水浸泡的时间为12～24h。
步骤S2中，所述的碱性溶液为氢氧化钾溶液、LiOH溶液、氢氧化钠溶液中的至少一种；优选为氢氧化钾水溶液。
步骤S2中，所述的碱性溶液的浓度为3～8M；优选为4～6M。
所述的碱性溶液的加入量以使甲壳素离子液凝胶能够浸没在碱性溶液中为准。
步骤S2中，所述的浸泡处理为真空环境下，将甲壳素置于碱性溶液中进行浸泡。
所述的浸泡处理的时间为2～4h；优选为2～3h。
具体地，作为其中的一种优选方式，所述甲壳素再生水凝胶的制备方法，包括如下步骤：
S1.将1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐置于茄型瓶中，油浴加热，利用双排管反复抽气充气除水除氧；往上述烧瓶快速加入干燥的甲壳素，油浴加热并搅拌若干小时得到澄清透亮的甲壳素离子溶液；将甲壳素离子溶液倒在培养皿里，置于干燥器中自然冷却，得到甲壳素离子液凝胶。
S2.将上述制备的凝胶置于的乙醇中浸泡2h以除去大部分离子液，然后将甲壳素离子液凝胶泡在去离子水中彻底除去离子液体，再将薄膜裁成合适大小的圆片，真空环境浸泡在氢氧化钾溶液中，即得甲壳素再生水凝胶。
一种甲壳素再生水凝胶，由上述制备方法制备得到。
上述甲壳素再生水凝胶在能源材料中的应用。
上述甲壳素再生水凝胶在作为聚合物电解质中的应用。
一种超级电容器，以上述甲壳素再生水凝胶作为聚合物电解质。
利用本申请制备得到的甲壳素再生水凝胶制成的甲壳素再生水凝胶薄膜作为聚合物电解质，与TF-超级电容活性炭和导电添加剂特密高石墨制备的活性炭电极片组装成超级电容器。
所述的TF-超级电容活性炭、特密高石墨和PTFE的质量比可以根据实际需要进行选择，优选为85:10:5。
与现有技术相比，本发明具有如下的优点及有益效果：
(1)本发明制备得到的甲壳素离子液凝胶和甲壳素再生水凝胶具有良好的回复能力和触变能力。
(2)通过将甲壳素离子液凝胶浸泡于氢氧化钾水溶液中置换得到基于甲壳素的再生水凝胶，并将其作为聚合物电解质隔膜组装成超级电容器，所得电容器具有较高的比电容和充放电效率，良好的倍率性能和可逆性能，在超级电容器领域具有很好的研究价值和应用前景。
附图说明
图1为甲壳素含量分别为1wt％、1.5wt％、2wt％、3wt％的甲壳素/[BMIM]Ac凝胶的应变阶跃曲线图。
图2为甲壳素含量为2wt％的再生甲壳素水凝胶和PP/PE材料的商用水系隔膜的循环伏安曲线图。
图3为甲壳素含量分别为1.5wt％，2wt％，3wt％的再生甲壳素水和PP/PE材料的商用水系隔膜的交流阻抗曲线图。
图4为2wt％甲壳素含量的再生甲壳素水凝胶和PP/PE材料的商用水系隔膜的倍率性能(a)图和循环过程放电容量变化曲线(b)图；其中，a为不同工作电流密度下，2wt％甲壳素含量的再生水凝胶隔膜和PP/PE材料的商用水系隔膜的充放电曲线图；b为100mA·g-1电流密度下，2wt％甲壳素含量的电容器循环1000次放电容量的变化图；blank代表PP/PE材料的商用水系隔膜。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例中所涉及的试剂、方法，如无特殊说明，均为本领域常用的试剂和方法，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
实施例1甲壳素离子液凝胶和甲壳素离子液再生水凝胶的制备
称取1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐3g置于25mL茄型瓶，100℃油浴10min，利用双排管反复抽气充气除水除氧；往上述烧瓶快速加入30mg干燥的甲壳素，80℃油浴搅拌3小时得到澄清透亮的甲壳素质量分数为1wt％的甲壳素离子溶液；将甲壳素离子溶液倒在直径为35mm的培养皿里，置于干燥器中自然冷却成膜；将制备的甲壳素离子液凝胶置于无水乙醇中浸泡1h除去大部分离子液体，然后将薄膜泡在去离子水中24h彻底除去离子液体，再将薄膜裁成合适大小的圆片，真空条件下将薄膜置于6M KOH溶液中浸泡3h，得到甲壳素再生水凝胶。
按照上述同样操作，分别加入45mg、60mg、90mg干燥的甲壳素，制备甲壳素质量分数分别为1.5wt％、2wt％、3wt％的甲壳素离子溶液，并冷却成型、碱液置换成甲壳素再生水凝胶。
通过高级旋转流变仪对甲壳素离子液凝胶的凝胶性能进行表征，在动态模式下进行连续阶梯形变扫描测试，测试的频率为1rad/s，首先在100％的应变下保持120s，然后在1％的应变下保持180s，重复以上操作一次。另外，为确保凝胶的结构被破坏，在应变阶跃测试中选用的最大应变值为100％，远大于动态应变扫描测试中线性粘弹性区域的最大值(3％)。结果如图1所示。
从图1可以看出，在应变振幅较大时，凝胶的结构被破坏(G″>G′)，而当施加的应变为较小值(1％)时，凝胶结构又能迅速的回复(G′>G″)，而且模量并没有降低，表明甲壳素离子液凝胶具有一定的回复能力和良好的触变性。产生这种现象的原因一方面可能是由于甲壳素/[BMIM]Ac凝胶内部的局部网络在大的应变下并没有被破坏，只是凝胶网络之间的连接被打断，故在应变减小时可以很快回复。另一方面，离子液体带有电荷，甲壳素上的亚氨基(-NH-)具有正电性，二者之间的静电力能够使最终制备得到的甲壳素离子液凝胶具有回复能力。与氢键相比，静电力是一种远程作用力，它能够为凝胶网络结构的迅速重建提供支持，进而使甲壳素离子液凝胶的回复形变能力得到提高。此外，氢键和静电作用的共同作用能够稳定甲壳素与[BMIM]Ac间的暂态网络结构，形成物理交联的凝胶。
实施例2甲壳素再生水凝胶用作聚合物电解质组装超级电容器
本实施例中的甲壳素离子液凝胶和甲壳素再生水凝胶的制备方法与实施例1所述甲壳素再凝胶的制备方法相同。
称取0.85g TF-超级电容活性炭和0.1g导电添加剂特密高石墨，加入0.05g PTFE浓缩乳液和10mL无水乙醇，其中，TF-超级电容活性炭、特密高石墨和PTFE的质量比为85:10:5，搅拌混匀后用石英研钵研磨1h成橡皮泥状，并用玻璃棒碾成薄皮，然后用打孔器裁出合适大小的圆片，再用手动油压机以10MPa的力将圆片压在裁好的泡沫镍圆片上，于80℃真空条件下干燥24h。膜片总重减去镍片的重量乘以活性物质(TF-超级电容活性炭和导电添加剂特密高石墨)的比例85％，即得到单片电极片上负载的活性物质的质量。使用的扣式电容器型号为CR2032，选择活性物质质量相近的泡沫镍电极片作为超级电容器的一组电极，组装前在真空环境下于6M KOH溶液中浸泡3h；裁好的吸收氢氧化钾溶液的甲壳素薄膜作为聚合物电解质。分别进行如下测试：
(1)利用Zahner Zennium电化学工作站(德国)进行循环伏安测试。测试条件：扫描电压范围：0～0.8V，扫描速率分别为：5mV/s、10mV/s、50mV/s、100mV/s，扫描次数：5次。结果如图2所示。
图2的循环伏安研究表明，与PP/PE材料的商用水系隔膜(Celgard)相比，甲壳素含量为2wt％时的甲壳素再生水凝胶隔膜表现出了更高的比电容和更好的倍率性能。
(2)利用Zahner Zennium电化学工作站(德国)进行交流阻抗测试。测试条件：频率100KHz～100mHz，电压振幅为5mV，开路电压为1V。
聚合物电解质的离子电导率σ由方程σ＝d/(SR)计算；其中，d是凝胶电解质的厚度，S是凝胶电解质与电极片有效接触面积，R是从交流阻抗谱图得到的体积电阻(阻抗图谱高频部分的实轴截距)。结果如图3所示。
图3的交流阻抗测试表明，相比PP/PE材料的商用水系隔膜，甲壳素再生水凝胶网络的亲水性质和其中的疏松孔洞结构更利于电解质在其中的传输，因而表现出更大的电容量。
(3)利用Zahner Zennium电化学工作站(德国)对以2wt％甲壳素含量的再生甲壳素水凝胶作为超级电容器的聚合物电解质制成的超级电容器的电容量、倍率性能等指标进行测试。测试条件：电流密度分别为0、100mA·g-1、200mA·g-1、300mA·g-1、400mA·g-1、500mA·g-1；充放电次数分别为0、2.0×102、4.0×102、6.0×102、8.0×102、1.0×103。结果如图4所示。
从图4a中可以看出，甲壳素为2wt％的甲壳素再生水凝胶隔膜在50mA·g-1工作电流下电容量达92F·g-1，在500mA·g-1的电流密度下倍率保持率为92％，与前面循环伏安和交流阻抗测试的结果相一致，说明本发明制备的甲壳素再生水凝胶隔膜具有更好的倍率保持性能。
图4b的结果表明，相较于PP/PE材料的商用水系隔膜，以2wt％甲壳素含量的再生甲壳素水凝胶作为超级电容器的聚合物电解质，制成的超级电容器的放电容量随充放电次数的增加衰减更慢。
实施例3甲壳素离子液凝胶和甲壳素离子液再生水凝胶的制备
本实施例中的甲壳素离子液凝胶和甲壳素再生水凝胶的制备方法与实施例1的制备方法基本相同，不同之处在于，本实施例中，离子液体与甲壳素混合前的油浴加热温度为120℃，12min；甲壳素与1-乙基-3-甲基咪唑氯盐([EMIM]Cl)的油浴加热温度为70℃，时间2h；制得的甲壳素离子液凝胶用醇类溶剂浸泡的时间为0.5h，用蒸馏水浸泡18h；制得的甲壳素离子液凝胶置于浓度为8M的LiOH中浸泡处理4h。
通过上述方法同样制备得到了如实施例1所述的性能良好的甲壳素再生水凝胶。
实施例4甲壳素离子液凝胶和甲壳素离子液再生水凝胶的制备
本实施例中的甲壳素离子液凝胶和甲壳素再生水凝胶的制备方法与实施例1的制备方法基本相同，不同之处在于，本实施例中，离子液体与甲壳素混合前的油浴加热温度为80℃，8min；甲壳素与1-烯丙基-3-甲基咪唑溴盐([AMIM]Br)的油浴加热温度为60℃，时间1h；制得的甲壳素离子液凝胶用醇类溶剂浸泡的时间为2h，用蒸馏水浸泡12h；制得的甲壳素离子液凝胶置于浓度为3M的氢氧化钠中浸泡处理2h。
通过上述方法同样制备得到了如实施例1所述的性能良好的甲壳素再生水凝胶。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种甲壳素再生水凝胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.将甲壳素和离子液体进行加热溶解、冷却成型处理得到甲壳素离子液凝胶；
S2.将上述甲壳素离子液凝胶置于碱性溶液中经浸泡处理即得甲壳素再生水凝胶。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述的甲壳素来源于虾壳、蟹壳中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述的离子液体为1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑氯盐和1-烯丙基-3-甲基咪唑溴盐中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述的甲壳素与所述的离子液体按质量比0.5～5:100配比。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述的加热为油浴加热；所述的油浴加热温度为60～80℃，时间为1～3h。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述的碱性溶液为氢氧化钾溶液、LiOH溶液、氢氧化钠溶液中的至少一种。
7.一种甲壳素再生水凝胶，其特征在于，由权利要求1～6任一所述的制备方法制备得到。
8.权利要求7所述的甲壳素再生水凝胶在能源材料中的应用。
9.权利要求7所述的甲壳素再生水凝胶在作为聚合物电解质中的应用。
10.一种超级电容器，其特征在于，以权利要求7所述的甲壳素再生水凝胶作为聚合物电解质。
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