CN111499815A - 一种SiO2-GO交联聚丙烯基高强度水凝胶及其制法 - Google Patents
一种SiO2-GO交联聚丙烯基高强度水凝胶及其制法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及水凝胶材料技术领域，且公开了一种SiO2‑GO交联聚丙烯基高强度水凝胶，包括以下配方原料及组分：改性SiO2‑GO复合材料、丙烯酸、丙烯酰胺、交联剂、引发剂。该一种SiO2‑GO交联聚丙烯基高强度水凝胶，形成，硅烷偶联剂乙烯基三乙氧基硅烷接枝纳米SiO2负载GO复合材料，得到改性SiO2‑GO复合材料，以其为交联中心，乙烯基三乙氧基硅烷中的烯基，与丙烯酸和丙烯酰胺通过自由基聚合反应，使SiO2‑GO复合材料与聚丙烯基聚合物化学交联聚合形成水凝胶，通过化学键结合，改善了纳米SiO2和氧化石墨烯，在聚丙烯基聚合物中的相容性和分散性，SiO2‑GO复合材料作为纳米无机材料显著增强水凝胶材料的韧性和拉伸强度等机械性能。
Description
技术领域
本发明涉及水凝胶材料技术领域，具体为一种SiO2-GO交联聚丙烯基高强度水凝胶及其制法。
背景技术
水凝胶是一中亲水性很强的三维网络结构凝胶，水凝胶材料可以溶胀和保有比自身体积大很多的水，水的吸收量与水凝胶材料的交联度有关，交联度越高，吸水量越低，水凝胶材料在水中可以迅速溶胀，并且在溶胀状态可以保持大量体积的水而不溶解，水凝胶的聚集态是介于非完全固体和非完全液体之间，其固体状态可以维持一定的形状与体积，液体状态是溶质可以从水凝胶中扩散或渗透。
水凝胶作为一种高吸水高保水材料，具有广泛的应用，如化妆品中的面膜、农用薄膜、建筑行业中的结露防止剂、石油化工中的堵水调剂，原油或成品油的脱水，矿业中的抑尘剂，食品中的保鲜剂、医疗中的药物载体等，水溶性或亲水性的高分子，可以通过化学交联或物理交联形成水凝胶，如天然的亲水性高分子包括多糖类纤维素、壳聚糖等；多肽类胶原、聚L-谷胺酸等；合成的亲水高分子聚丙烯酸，聚甲基丙烯酸，聚丙烯酰胺等，但是目前聚丙烯基水凝胶材料的韧性较差，拉伸强度和断裂强度等机械性能不高，大大降低了水凝胶材料的实用性和使用寿命，无机纳米材料如石墨烯、黏土等可以作为交联剂，通过物理作用力与亲水高分子交联，得到纳米复合水凝胶材料，可以通过水凝胶材料的韧性和拉伸强度等机械性能，但是石墨烯、黏土等无机纳米材料在高分子水凝胶中的相容性和分散性很差，很容易聚集和团聚，直接影响水凝胶材料的性能。
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种SiO2-GO交联聚丙烯基高强度水凝胶及其制法，解决了无机纳米材料纳米SiO2和氧化石墨烯在聚丙烯基水凝胶中分散性和相容性很差的问题。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种SiO2-GO交联聚丙烯基高强度水凝胶，包括以下按重量份数计的配方原料及组分：6-30份改性SiO2-GO复合材料、28-34份丙烯酸、25-30份丙烯酰胺、5-12份交联剂、12-18份引发剂。
优选的，所述交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺。
优选的，所述引发剂为过硫酸钾。
优选的，改性SiO2-GO复合材料制备方法包括以下步骤：
(1)向反应瓶中加入蒸馏水和氧化石墨烯，将反应瓶置于超声分散仪中进行超声分散40-60min，加入表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵，进行超声分散处理1-2h，将反应瓶置于油浴锅中，加热至70-90℃，匀速搅拌2-4h，加入正硅酸乙酯，匀速搅拌反应3-5h，使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物并充分干燥，置于气氛电阻炉中并通入氩气，升温速率为2-4℃/min，在680-740℃下保温煅烧5-8h，煅烧产物即为纳米SiO2负载GO复合材料；
(2)向反应瓶中加入蒸馏水和乙醇混合溶剂，两者体积比为22-28:1，再加入纳米SiO2负载GO复合材料，反应瓶进行超声分散1-2h，超声频率为25-35KHz，加入硅烷偶联剂乙烯基三乙氧基硅烷，将反应瓶置于恒温水浴锅中，加热至40-60℃，匀速反应搅拌2-4h，将溶液真空干燥除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物，并充分干燥，制备得到乙烯基三乙氧基硅烷接枝的改性SiO2-GO复合材料。
优选的，氧化石墨烯、十六烷基三甲基溴化铵和正硅酸乙酯的质量比为1:3-6:15-20。
优选的，纳米SiO2负载GO复合材料和硅烷偶联剂乙烯基三乙氧基硅烷的质量比为6-10:1。
优选的，SiO2-GO交联聚丙烯基高强度水凝胶制备方法以下步骤：
(1)向反应瓶中加入蒸馏水溶剂和6-30份改性SiO2-GO复合材料，将反应瓶置于超声分散仪中，在50-80℃进行超声分散1-2h，超声频率为25-40KHz，向反应瓶中加入28-34份丙烯酸、25-30份丙烯酰胺、5-12份交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺、12-18份引发剂过硫酸钾，并置于恒温水浴锅中加热至40-60℃，匀速搅拌反应2-6h，将溶液真空干燥除去溶剂，置于透析袋中依次使用乙醇和蒸馏水进行透析除杂过程，制备得到SiO2-GO交联聚丙烯基高强度水凝胶。
(三)有益的技术效果
与现有技术相比，本发明具备以下有益的技术效果：
该一种SiO2-GO交联聚丙烯基高强度水凝胶，通过原位生长法，在氧化石墨烯表面生产一层纳米SiO2，形成纳米SiO2负载GO复合材料，再通过硅烷偶联剂乙烯基三乙氧基硅烷与纳米SiO2纳米的羟基反应，使乙烯基三乙氧基硅烷实现接枝，得到改性SiO2-GO复合材料，以其为交联中心，乙烯基三乙氧基硅烷中的烯基，与丙烯酸和丙烯酰胺通过自由基聚合反应，使SiO2-GO复合材料与聚丙烯基聚合物化学交联聚合形成水凝胶，通过化学键结合，大幅改善了纳米SiO2和氧化石墨烯，在聚丙烯基聚合物中的相容性和分散性，SiO2-GO复合材料作为纳米无机材料具有很大的比表面积，与聚丙烯基聚合物有很强的相互作用力，可以增强水凝胶材料的韧性和拉伸强度等机械性能。
具体实施方式
为实现上述目的，本发明提供如下具体实施方式和实施例：一种SiO2-GO交联聚丙烯基高强度水凝胶，包括以下按重量份数计的配方原料及组分：6-30份改性SiO2-GO复合材料、28-34份丙烯酸、25-30份丙烯酰胺、5-12份交联剂、12-18份引发剂，交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺，引发剂为过硫酸钾。
SiO2-GO复合材料制备方法包括以下步骤：
(1)向反应瓶中加入蒸馏水和氧化石墨烯，将反应瓶置于超声分散仪中进行超声分散40-60min，加入表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵，其中氧化石墨烯、十六烷基三甲基溴化铵和正硅酸乙酯的质量比为1:3-6:15-20，进行超声分散处理1-2h，将反应瓶置于油浴锅中，加热至70-90℃，匀速搅拌2-4h，加入正硅酸乙酯，匀速搅拌反应3-5h，使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物并充分干燥，置于气氛电阻炉中并通入氩气，升温速率为2-4℃/min，在680-740℃下保温煅烧5-8h，煅烧产物即为纳米SiO2负载GO复合材料。
(2)向反应瓶中加入蒸馏水和乙醇混合溶剂，两者体积比为22-28:1，再加入纳米SiO2负载GO复合材料，反应瓶进行超声分散1-2h，超声频率为25-35KHz，加入硅烷偶联剂乙烯基三乙氧基硅烷，其中纳米SiO2负载GO复合材料和硅烷偶联剂乙烯基三乙氧基硅烷的质量比为6-10:1，将反应瓶置于恒温水浴锅中，加热至40-60℃，匀速反应搅拌2-4h，将溶液真空干燥除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物，并充分干燥，制备得到乙烯基三乙氧基硅烷接枝的改性SiO2-GO复合材料。
SiO2-GO交联聚丙烯基高强度水凝胶制备方法以下步骤：
(1)向反应瓶中加入蒸馏水溶剂和6-30份改性SiO2-GO复合材料，将反应瓶置于超声分散仪中，在50-80℃进行超声分散1-2h，超声频率为25-40KHz，向反应瓶中加入28-34份丙烯酸、25-30份丙烯酰胺、5-12份交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺、12-18份引发剂过硫酸钾，并置于恒温水浴锅中加热至40-60℃，匀速搅拌反应2-6h，将溶液真空干燥除去溶剂，置于透析袋中依次使用乙醇和蒸馏水进行透析除杂过程，制备得到SiO2-GO交联聚丙烯基高强度水凝胶。
实施例1
(1)制备纳米SiO2负载GO复合材料1：向反应瓶中加入蒸馏水和氧化石墨烯，将反应瓶置于超声分散仪中进行超声分散40min，加入表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵，其中氧化石墨烯、十六烷基三甲基溴化铵和正硅酸乙酯的质量比为1:3:15，进行超声分散处理1h，将反应瓶置于油浴锅中，加热至70℃，匀速搅拌2h，加入正硅酸乙酯，匀速搅拌反应3h，使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物并充分干燥，置于气氛电阻炉中并通入氩气，升温速率为2℃/min，在680℃下保温煅烧5h，煅烧产物即为纳米SiO2负载GO复合材料1。
(2)制备改性SiO2-GO复合材料1：向反应瓶中加入蒸馏水和乙醇混合溶剂，两者体积比为22:1，再加入纳米SiO2负载GO复合材料1，反应瓶进行超声分散1h，超声频率为25KHz，加入硅烷偶联剂乙烯基三乙氧基硅烷，其中纳米SiO2负载GO复合材料和硅烷偶联剂乙烯基三乙氧基硅烷的质量比为6:1，将反应瓶置于恒温水浴锅中，加热至40℃，匀速反应搅拌2h，将溶液真空干燥除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物，并充分干燥，制备得到乙烯基三乙氧基硅烷接枝的改性SiO2-GO复合材料1。
(3)制备SiO2-GO交联聚丙烯基高强度水凝胶材料1：向反应瓶中加入蒸馏水溶剂和30份改性SiO2-GO复合材料1，将反应瓶置于超声分散仪中，在50℃进行超声分散1h，超声频率为25KHz，向反应瓶中加入28份丙烯酸、25份丙烯酰胺、5份交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺、12份引发剂过硫酸钾，并置于恒温水浴锅中加热至40℃，匀速搅拌反应2h，将溶液真空干燥除去溶剂，置于透析袋中依次使用乙醇和蒸馏水进行透析除杂过程，制备得到SiO2-GO交联聚丙烯基高强度水凝胶材料1。
实施例2
(1)制备纳米SiO2负载GO复合材料2：向反应瓶中加入蒸馏水和氧化石墨烯，将反应瓶置于超声分散仪中进行超声分散60min，加入表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵，其中氧化石墨烯、十六烷基三甲基溴化铵和正硅酸乙酯的质量比为1:3:15，进行超声分散处理1h，将反应瓶置于油浴锅中，加热至70℃，匀速搅拌4h，加入正硅酸乙酯，匀速搅拌反应5h，使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物并充分干燥，置于气氛电阻炉中并通入氩气，升温速率为2℃/min，在740℃下保温煅烧8h，煅烧产物即为纳米SiO2负载GO复合材料2。
(2)制备改性SiO2-GO复合材料2：向反应瓶中加入蒸馏水和乙醇混合溶剂，两者体积比为28:1，再加入纳米SiO2负载GO复合材料2，反应瓶进行超声分散1h，超声频率为35KHz，加入硅烷偶联剂乙烯基三乙氧基硅烷，其中纳米SiO2负载GO复合材料和硅烷偶联剂乙烯基三乙氧基硅烷的质量比为10:1，将反应瓶置于恒温水浴锅中，加热至40℃，匀速反应搅拌4h，将溶液真空干燥除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物，并充分干燥，制备得到乙烯基三乙氧基硅烷接枝的改性SiO2-GO复合材料2。
(3)制备SiO2-GO交联聚丙烯基高强度水凝胶材料2：向反应瓶中加入蒸馏水溶剂和25份改性SiO2-GO复合材料2，将反应瓶置于超声分散仪中，在80℃进行超声分散1h，超声频率为40KHz，向反应瓶中加入29份丙烯酸、26份丙烯酰胺、7份交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺、13份引发剂过硫酸钾，并置于恒温水浴锅中加热至40℃，匀速搅拌反应6h，将溶液真空干燥除去溶剂，置于透析袋中依次使用乙醇和蒸馏水进行透析除杂过程，制备得到SiO2-GO交联聚丙烯基高强度水凝胶材料2。
实施例3
(1)制备纳米SiO2负载GO复合材料3：向反应瓶中加入蒸馏水和氧化石墨烯，将反应瓶置于超声分散仪中进行超声分散50min，加入表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵，其中氧化石墨烯、十六烷基三甲基溴化铵和正硅酸乙酯的质量比为1:4.5:17，进行超声分散处理1.5h，将反应瓶置于油浴锅中，加热至80℃，匀速搅拌3h，加入正硅酸乙酯，匀速搅拌反应4h，使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物并充分干燥，置于气氛电阻炉中并通入氩气，升温速率为3℃/min，在710℃下保温煅烧6h，煅烧产物即为纳米SiO2负载GO复合材料3。
(2)制备改性SiO2-GO复合材料3：向反应瓶中加入蒸馏水和乙醇混合溶剂，两者体积比为25:1，再加入纳米SiO2负载GO复合材料3，反应瓶进行超声分散1.5h，超声频率为30KHz，加入硅烷偶联剂乙烯基三乙氧基硅烷，其中纳米SiO2负载GO复合材料和硅烷偶联剂乙烯基三乙氧基硅烷的质量比为8:1，将反应瓶置于恒温水浴锅中，加热至50℃，匀速反应搅拌3h，将溶液真空干燥除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物，并充分干燥，制备得到乙烯基三乙氧基硅烷接枝的改性SiO2-GO复合材料3。
(3)制备SiO2-GO交联聚丙烯基高强度水凝胶材料3：向反应瓶中加入蒸馏水溶剂和16份改性SiO2-GO复合材料3，将反应瓶置于超声分散仪中，在70℃进行超声分散1.5h，超声频率为35KHz，向反应瓶中加入32份丙烯酸、28份丙烯酰胺、8份交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺、16份引发剂过硫酸钾，并置于恒温水浴锅中加热至50℃，匀速搅拌反应4h，将溶液真空干燥除去溶剂，置于透析袋中依次使用乙醇和蒸馏水进行透析除杂过程，制备得到SiO2-GO交联聚丙烯基高强度水凝胶材料3。
实施例4
(1)制备纳米SiO2负载GO复合材料4：向反应瓶中加入蒸馏水和氧化石墨烯，将反应瓶置于超声分散仪中进行超声分散60min，加入表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵，其中氧化石墨烯、十六烷基三甲基溴化铵和正硅酸乙酯的质量比为1:6:20，进行超声分散处理2h，将反应瓶置于油浴锅中，加热至90℃，匀速搅拌4h，加入正硅酸乙酯，匀速搅拌反应5h，使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物并充分干燥，置于气氛电阻炉中并通入氩气，升温速率为4℃/min，在740℃下保温煅烧8h，煅烧产物即为纳米SiO2负载GO复合材料4。
(2)制备改性SiO2-GO复合材料4：向反应瓶中加入蒸馏水和乙醇混合溶剂，两者体积比为28:1，再加入纳米SiO2负载GO复合材料4，反应瓶进行超声分散2h，超声频率为35KHz，加入硅烷偶联剂乙烯基三乙氧基硅烷，其中纳米SiO2负载GO复合材料和硅烷偶联剂乙烯基三乙氧基硅烷的质量比为10:1，将反应瓶置于恒温水浴锅中，加热至60℃，匀速反应搅拌4h，将溶液真空干燥除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物，并充分干燥，制备得到乙烯基三乙氧基硅烷接枝的改性SiO2-GO复合材料4。
(3)制备SiO2-GO交联聚丙烯基高强度水凝胶材料4：向反应瓶中加入蒸馏水溶剂和6份改性SiO2-GO复合材料4，将反应瓶置于超声分散仪中，在80℃进行超声分散2h，超声频率为40KHz，向反应瓶中加入34份丙烯酸、30份丙烯酰胺、12份交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺、18份引发剂过硫酸钾，并置于恒温水浴锅中加热至50℃，匀速搅拌反应6h，将溶液真空干燥除去溶剂，置于透析袋中依次使用乙醇和蒸馏水进行透析除杂过程，制备得到SiO2-GO交联聚丙烯基高强度水凝胶材料4。
对比例1
(1)制备纳米SiO2负载GO复合材料1：向反应瓶中加入蒸馏水和氧化石墨烯，将反应瓶置于超声分散仪中进行超声分散60min，加入表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵，其中氧化石墨烯、十六烷基三甲基溴化铵和正硅酸乙酯的质量比为1:2:13，进行超声分散处理2h，将反应瓶置于油浴锅中，加热至90℃，匀速搅拌2h，加入正硅酸乙酯，匀速搅拌反应3h，使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物并充分干燥，置于气氛电阻炉中并通入氩气，升温速率为4℃/min，在680℃下保温煅烧8h，煅烧产物即为纳米SiO2负载GO复合材料1。
(2)制备改性SiO2-GO复合材料1：向反应瓶中加入蒸馏水和乙醇混合溶剂，两者体积比为20:1，再加入纳米SiO2负载GO复合材料1，反应瓶进行超声分散2h，超声频率为25KHz，加入硅烷偶联剂乙烯基三乙氧基硅烷，其中纳米SiO2负载GO复合材料和硅烷偶联剂乙烯基三乙氧基硅烷的质量比为8:1，将反应瓶置于恒温水浴锅中，加热至60℃，匀速反应搅拌4h，将溶液真空干燥除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物，并充分干燥，制备得到乙烯基三乙氧基硅烷接枝的改性SiO2-GO复合材料1。
(3)制备SiO2-GO交联聚丙烯基高强度水凝胶材料1：向反应瓶中加入蒸馏水溶剂和3份改性SiO2-GO复合材料1，将反应瓶置于超声分散仪中，在80℃进行超声分散2h，超声频率为25KHz，向反应瓶中加入26份丙烯酸、26份丙烯酰胺、4份交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺、11份引发剂过硫酸钾，并置于恒温水浴锅中加热至60℃，匀速搅拌反应6h，将溶液真空干燥除去溶剂，置于透析袋中依次使用乙醇和蒸馏水进行透析除杂过程，制备得到SiO2-GO交联聚丙烯基高强度水凝胶材料1。
对比例2
(1)制备纳米SiO2负载GO复合材料2：向反应瓶中加入蒸馏水和氧化石墨烯，将反应瓶置于超声分散仪中进行超声分散60min，加入表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵，其中氧化石墨烯、十六烷基三甲基溴化铵和正硅酸乙酯的质量比为1:8:22，进行超声分散处理1h，将反应瓶置于油浴锅中，加热至90℃，匀速搅拌2h，加入正硅酸乙酯，匀速搅拌反应5h，使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物并充分干燥，置于气氛电阻炉中并通入氩气，升温速率为2℃/min，在680℃下保温煅烧8h，煅烧产物即为纳米SiO2负载GO复合材料2。
(2)制备改性SiO2-GO复合材料2：向反应瓶中加入蒸馏水和乙醇混合溶剂，两者体积比为28:1，再加入纳米SiO2负载GO复合材料2，反应瓶进行超声分散2h，超声频率为35KHz，加入硅烷偶联剂乙烯基三乙氧基硅烷，其中纳米SiO2负载GO复合材料和硅烷偶联剂乙烯基三乙氧基硅烷的质量比为10:1，将反应瓶置于恒温水浴锅中，加热至40℃，匀速反应搅拌4h，将溶液真空干燥除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物，并充分干燥，制备得到乙烯基三乙氧基硅烷接枝的改性SiO2-GO复合材料2。
(3)制备SiO2-GO交联聚丙烯基高强度水凝胶材料2：向反应瓶中加入蒸馏水溶剂和1份改性SiO2-GO复合材料2，将反应瓶置于超声分散仪中，在80℃进行超声分散1h，超声频率为25KHz，向反应瓶中加入35份丙烯酸、26份丙烯酰胺、14份交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺、19份引发剂过硫酸钾，并置于恒温水浴锅中加热至60℃，匀速搅拌反应6h，将溶液真空干燥除去溶剂，置于透析袋中依次使用乙醇和蒸馏水进行透析除杂过程，制备得到SiO2-GO交联聚丙烯基高强度水凝胶材料2。
使用CX-E1223万用拉力机测试实施例1-4和对比例1-2中SiO2-GO交联聚丙烯基高强度水凝胶材料的拉伸强度，测试标准为GB/T 33428-2016。
综上所述，该一种SiO2-GO交联聚丙烯基高强度水凝胶，通过原位生长法，在氧化石墨烯表面生产一层纳米SiO2，形成纳米SiO2负载GO复合材料，再通过硅烷偶联剂乙烯基三乙氧基硅烷与纳米SiO2纳米的羟基反应，使乙烯基三乙氧基硅烷实现接枝，得到改性SiO2-GO复合材料，以其为交联中心，乙烯基三乙氧基硅烷中的烯基，与丙烯酸和丙烯酰胺通过自由基聚合反应，使SiO2-GO复合材料与聚丙烯基聚合物化学交联聚合形成水凝胶，通过化学键结合，大幅改善了纳米SiO2和氧化石墨烯，在聚丙烯基聚合物中的相容性和分散性，SiO2-GO复合材料作为纳米无机材料具有很大的比表面积，与聚丙烯基聚合物有很强的相互作用力，可以增强水凝胶材料的韧性和拉伸强度等机械性能。
Claims (7)
1.一种SiO2-GO交联聚丙烯基高强度水凝胶，包括以下按重量份数计的配方原料及组分，其特征在于：6-30份改性SiO2-GO复合材料、28-34份丙烯酸、25-30份丙烯酰胺、5-12份交联剂、12-18份引发剂。
2.根据权利要求1所述的一种SiO2-GO交联聚丙烯基高强度水凝胶，其特征在于：所述交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺。
3.根据权利要求1所述的一种SiO2-GO交联聚丙烯基高强度水凝胶，其特征在于：所述引发剂为过硫酸钾。
4.根据权利要求1所述的一种SiO2-GO交联聚丙烯基高强度水凝胶，其特征在于：所述改性SiO2-GO复合材料制备方法包括以下步骤：
(1)向反应瓶中加入蒸馏水和氧化石墨烯，将反应瓶置于超声分散仪中进行超声分散40-60min，加入表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵，进行超声分散处理1-2h，将反应瓶置于油浴锅中，加热至70-90℃，匀速搅拌2-4h，加入正硅酸乙酯，匀速搅拌反应3-5h，使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物并充分干燥，置于气氛电阻炉中并通入氩气，升温速率为2-4℃/min，在680-740℃下保温煅烧5-8h，煅烧产物即为纳米SiO2负载GO复合材料；
(2)向反应瓶中加入蒸馏水和乙醇混合溶剂，两者体积比为22-28:1，再加入纳米SiO2负载GO复合材料，反应瓶进行超声分散1-2h，超声频率为25-35KHz，加入硅烷偶联剂乙烯基三乙氧基硅烷，将反应瓶置于恒温水浴锅中，加热至40-60℃，匀速反应搅拌2-4h，将溶液真空干燥除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物，并充分干燥，制备得到乙烯基三乙氧基硅烷接枝的改性SiO2-GO复合材料。
5.根据权利要求4所述的一种SiO2-GO交联聚丙烯基高强度水凝胶，其特征在于：所述氧化石墨烯、十六烷基三甲基溴化铵和正硅酸乙酯的质量比为1:3-6:15-20。
6.根据权利要求4所述的一种SiO2-GO交联聚丙烯基高强度水凝胶，其特征在于：所述纳米SiO2负载GO复合材料和硅烷偶联剂乙烯基三乙氧基硅烷的质量比为6-10:1。
7.根据权利要求1所述的一种SiO2-GO交联聚丙烯基高强度水凝胶，其特征在于：所述SiO2-GO交联聚丙烯基高强度水凝胶制备方法以下步骤：
(1)向反应瓶中加入蒸馏水溶剂和6-30份改性SiO2-GO复合材料，将反应瓶置于超声分散仪中，在50-80℃进行超声分散1-2h，超声频率为25-40KHz，向反应瓶中加入28-34份丙烯酸、25-30份丙烯酰胺、5-12份交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺、12-18份引发剂过硫酸钾，并置于恒温水浴锅中加热至40-60℃，匀速搅拌反应2-6h，将溶液真空干燥除去溶剂，置于透析袋中依次使用乙醇和蒸馏水进行透析除杂过程，制备得到SiO2-GO交联聚丙烯基高强度水凝胶。
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