多巴胺改性碳納米管/殼聚糖復(fù)合材料的制備及其防污性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-07-09 19:22
環(huán)境友好型防污劑在解決海洋生物污損方面起到日趨重要的作用。殼聚糖(CS)具備優(yōu)秀的生物相容性、抑菌性。碳納米管的結(jié)構(gòu)與聚合物近似,將碳納米管與殼聚糖復(fù)合,不僅能利用生物大分子的親水性來(lái)改善碳納米管的分散性,更可能實(shí)現(xiàn)不同材料性能的互補(bǔ)或協(xié)同作用,為其在防污領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用提供條件。本論文以碳納米管、殼聚糖為基本研究材料,以多巴胺為橋梁材料,進(jìn)行納米復(fù)合材料的制備,并通過(guò)電化學(xué)測(cè)試技術(shù)、抑菌及抑制硅藻實(shí)驗(yàn)分別對(duì)復(fù)合材料的緩蝕及防污性能進(jìn)行了表征。主要工作如下:(1)利用多巴胺在不同pH值條件下(堿性、酸性)的不同反應(yīng)方式對(duì)碳納米管進(jìn)行溫和的包覆改性。通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了改性效果,兩種改性方法均有效改善了碳納米管的分散性,其中經(jīng)多巴胺單分子層(micaDA)修飾后的多壁碳納米管(MWCNTs)表面存在大量氨基集團(tuán),在水溶液中的分散性和穩(wěn)定性更高;聚多巴胺包覆的碳納米管(PDA-MWCNTs)復(fù)合材料中碳納米管管壁外均勻包覆了厚度約為4 nm的PDA層,而micaDA-MWCNTs上多巴胺單層膜膜厚較薄,整體熱失重率遠(yuǎn)低于PDA-MWCNTs。(2)結(jié)合殼聚糖的螯合作用引入納米銀粒子,以聚多巴胺包覆...
【文章來(lái)源】:中國(guó)海洋大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:77 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 概述
1.1 引言
1.2 碳納米管
1.2.1 碳納米管的結(jié)構(gòu)及性能
1.2.2 碳納米管的功能化改性
1.3 殼聚糖
1.4 碳納米管/殼聚糖復(fù)合材料
1.5 多巴胺功能修飾
1.6 本論文的選題思路與主要研究?jī)?nèi)容
1.6.1 選題思路
1.6.2 主要研究?jī)?nèi)容
2 多巴胺改性多壁碳納米管復(fù)合材料的制備
2.1 引言
2.2 實(shí)驗(yàn)部分
2.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
2.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
2.3 多巴胺包覆改性多壁碳納米管復(fù)合材料
2.3.1 聚多巴胺包覆的多壁碳納米管復(fù)合材料制備
2.3.2 多巴胺單分子層包覆的多壁碳納米管復(fù)合材料的制備
2.3.3 性能與表征
2.4 結(jié)果與討論
2.4.1 多巴胺改性多壁碳納米管復(fù)合材料紅外表征
2.4.2 多巴胺改性多壁碳納米管復(fù)合材料形貌觀察
2.4.3 多巴胺改性多壁碳納米管復(fù)合材料分散性
2.4.4 多巴胺改性多壁碳納米管復(fù)合材料熱性能
2.5 本章小結(jié)
3 聚多巴胺包覆碳納米管/納米銀/殼聚糖溶膠制備及抑菌緩蝕性能
3.1 引言
3.2 實(shí)驗(yàn)部分
3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
3.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
3.3 CS/PDA-MWCNTs/Ag復(fù)合溶膠
3.3.1 CS/PDA-MWCNTs/Ag復(fù)合溶膠的制備
3.3.2 CS/PDA-MWCNTs/Ag溶膠抑菌性能的測(cè)定
3.3.3 CS/PDA-MWCNTs/Ag復(fù)合溶膠緩蝕性能研究
3.3.4 性能與表征
3.4 結(jié)果與討論
3.4.1 CS/PDA-MWCNTs/Ag復(fù)合溶膠最佳制備條件探討
3.4.2 CS/PDA-MWCNTs/Ag溶膠的紅外光譜表征
3.4.3 CS/PDA-MWCNTs/Ag溶膠形貌觀察
3.4.4 CS/PDA-MWCNTs/Ag溶膠XRD譜圖分析
3.4.5 CS/PDA-MWCNTs/Ag溶膠的熱性能
3.4.6 CS/PDA-MWCNTs/Ag溶膠抑菌性能的測(cè)定
3.4.7 CS/PDA-MWCNTs/Ag溶膠緩蝕性能研究
3.5 本章小結(jié)
4 單層多巴胺包覆碳納米管接枝殼聚糖復(fù)合材料制備及防污性能
4.1 引言
4.2 實(shí)驗(yàn)部分
4.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
4.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
4.3 單層多巴胺包覆碳納米管接枝殼聚糖復(fù)合材料
4.3.1 單層多巴胺包覆碳納米管接枝殼聚糖復(fù)合材料的制備
4.3.2 CS/micaDA-MWCNTs復(fù)合材料的抑菌實(shí)驗(yàn)
4.3.3 CS/micaDA-MWCNTs復(fù)合材料對(duì)硅藻生長(zhǎng)的抑制性能
4.3.4 性能與表征
4.4 結(jié)果與討論
4.4.1 CS/micaDA-MWCNTs復(fù)合材料的紅外光譜表征
4.4.2 CS/micaDA-MWCNTs復(fù)合材料的紫外表征
4.4.3 CS/micaDA-MWCNTs復(fù)合材料的形貌觀察
4.4.4 CS/micaDA-MWCNTs復(fù)合材料的熱性能
4.4.5 CS/micaDA-MWCNTs復(fù)合材料的抑菌性能
4.4.6 CS/micaDA-MWCNTs復(fù)合材料對(duì)硅藻生長(zhǎng)抑制性能
4.5 本章小結(jié)
5 結(jié)論與展望
5.1 論文的主要結(jié)論
5.2 論文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
5.3 實(shí)驗(yàn)展望
參考文獻(xiàn)
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)歷
發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]冷噴涂防污涂層的制備及其對(duì)海洋底棲硅藻防污抑制作用的研究[J]. 丁銳,張少云,李相波,王佳,許立坤. 涂料工業(yè). 2013(06)
[2]多巴胺的自聚-附著行為與膜表面功能化[J]. 徐又一,蔣金泓,朱利平,朱寶庫(kù). 膜科學(xué)與技術(shù). 2011(03)
[3]碳納米管/活性炭復(fù)合微球的制備及其對(duì)VB12的吸附應(yīng)用[J]. 盧月美,鞏前明,梁吉. 物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2009(08)
博士論文
[1]碳納米管表面有機(jī)高分子改性及其納米復(fù)合材料的制備與表征[D]. 周洪福.北京化工大學(xué) 2011
[2]多壁碳納米管對(duì)硝基化合物和抗生素的吸附特性研究[D]. 沈秀娥.吉林大學(xué) 2009
[3]聚合物修飾多壁碳納米管的合成、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)[D]. 楊應(yīng)奎.華中科技大學(xué) 2007
碩士論文
[1]碳納米管/殼聚糖復(fù)合材料的制備以及抑菌性研究[D]. 于慧.中國(guó)海洋大學(xué) 2013
[2]殼聚糖/納米銀復(fù)合抗菌劑合成及羊毛抗菌層界面形成機(jī)理探索[D]. 王婧.太原理工大學(xué) 2012
[3]新型防污涂料組成設(shè)計(jì)及其防污性能研究[D]. 安正國(guó).中國(guó)海洋大學(xué) 2007
[4]殼聚糖共價(jià)接枝碳納米管復(fù)合材料的制備及性能研究[D]. 吳子剛.天津大學(xué) 2007
本文編號(hào):3274343
【文章來(lái)源】:中國(guó)海洋大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:77 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 概述
1.1 引言
1.2 碳納米管
1.2.1 碳納米管的結(jié)構(gòu)及性能
1.2.2 碳納米管的功能化改性
1.3 殼聚糖
1.4 碳納米管/殼聚糖復(fù)合材料
1.5 多巴胺功能修飾
1.6 本論文的選題思路與主要研究?jī)?nèi)容
1.6.1 選題思路
1.6.2 主要研究?jī)?nèi)容
2 多巴胺改性多壁碳納米管復(fù)合材料的制備
2.1 引言
2.2 實(shí)驗(yàn)部分
2.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
2.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
2.3 多巴胺包覆改性多壁碳納米管復(fù)合材料
2.3.1 聚多巴胺包覆的多壁碳納米管復(fù)合材料制備
2.3.2 多巴胺單分子層包覆的多壁碳納米管復(fù)合材料的制備
2.3.3 性能與表征
2.4 結(jié)果與討論
2.4.1 多巴胺改性多壁碳納米管復(fù)合材料紅外表征
2.4.2 多巴胺改性多壁碳納米管復(fù)合材料形貌觀察
2.4.3 多巴胺改性多壁碳納米管復(fù)合材料分散性
2.4.4 多巴胺改性多壁碳納米管復(fù)合材料熱性能
2.5 本章小結(jié)
3 聚多巴胺包覆碳納米管/納米銀/殼聚糖溶膠制備及抑菌緩蝕性能
3.1 引言
3.2 實(shí)驗(yàn)部分
3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
3.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
3.3 CS/PDA-MWCNTs/Ag復(fù)合溶膠
3.3.1 CS/PDA-MWCNTs/Ag復(fù)合溶膠的制備
3.3.2 CS/PDA-MWCNTs/Ag溶膠抑菌性能的測(cè)定
3.3.3 CS/PDA-MWCNTs/Ag復(fù)合溶膠緩蝕性能研究
3.3.4 性能與表征
3.4 結(jié)果與討論
3.4.1 CS/PDA-MWCNTs/Ag復(fù)合溶膠最佳制備條件探討
3.4.2 CS/PDA-MWCNTs/Ag溶膠的紅外光譜表征
3.4.3 CS/PDA-MWCNTs/Ag溶膠形貌觀察
3.4.4 CS/PDA-MWCNTs/Ag溶膠XRD譜圖分析
3.4.5 CS/PDA-MWCNTs/Ag溶膠的熱性能
3.4.6 CS/PDA-MWCNTs/Ag溶膠抑菌性能的測(cè)定
3.4.7 CS/PDA-MWCNTs/Ag溶膠緩蝕性能研究
3.5 本章小結(jié)
4 單層多巴胺包覆碳納米管接枝殼聚糖復(fù)合材料制備及防污性能
4.1 引言
4.2 實(shí)驗(yàn)部分
4.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
4.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
4.3 單層多巴胺包覆碳納米管接枝殼聚糖復(fù)合材料
4.3.1 單層多巴胺包覆碳納米管接枝殼聚糖復(fù)合材料的制備
4.3.2 CS/micaDA-MWCNTs復(fù)合材料的抑菌實(shí)驗(yàn)
4.3.3 CS/micaDA-MWCNTs復(fù)合材料對(duì)硅藻生長(zhǎng)的抑制性能
4.3.4 性能與表征
4.4 結(jié)果與討論
4.4.1 CS/micaDA-MWCNTs復(fù)合材料的紅外光譜表征
4.4.2 CS/micaDA-MWCNTs復(fù)合材料的紫外表征
4.4.3 CS/micaDA-MWCNTs復(fù)合材料的形貌觀察
4.4.4 CS/micaDA-MWCNTs復(fù)合材料的熱性能
4.4.5 CS/micaDA-MWCNTs復(fù)合材料的抑菌性能
4.4.6 CS/micaDA-MWCNTs復(fù)合材料對(duì)硅藻生長(zhǎng)抑制性能
4.5 本章小結(jié)
5 結(jié)論與展望
5.1 論文的主要結(jié)論
5.2 論文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
5.3 實(shí)驗(yàn)展望
參考文獻(xiàn)
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)歷
發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]冷噴涂防污涂層的制備及其對(duì)海洋底棲硅藻防污抑制作用的研究[J]. 丁銳,張少云,李相波,王佳,許立坤. 涂料工業(yè). 2013(06)
[2]多巴胺的自聚-附著行為與膜表面功能化[J]. 徐又一,蔣金泓,朱利平,朱寶庫(kù). 膜科學(xué)與技術(shù). 2011(03)
[3]碳納米管/活性炭復(fù)合微球的制備及其對(duì)VB12的吸附應(yīng)用[J]. 盧月美,鞏前明,梁吉. 物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2009(08)
博士論文
[1]碳納米管表面有機(jī)高分子改性及其納米復(fù)合材料的制備與表征[D]. 周洪福.北京化工大學(xué) 2011
[2]多壁碳納米管對(duì)硝基化合物和抗生素的吸附特性研究[D]. 沈秀娥.吉林大學(xué) 2009
[3]聚合物修飾多壁碳納米管的合成、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)[D]. 楊應(yīng)奎.華中科技大學(xué) 2007
碩士論文
[1]碳納米管/殼聚糖復(fù)合材料的制備以及抑菌性研究[D]. 于慧.中國(guó)海洋大學(xué) 2013
[2]殼聚糖/納米銀復(fù)合抗菌劑合成及羊毛抗菌層界面形成機(jī)理探索[D]. 王婧.太原理工大學(xué) 2012
[3]新型防污涂料組成設(shè)計(jì)及其防污性能研究[D]. 安正國(guó).中國(guó)海洋大學(xué) 2007
[4]殼聚糖共價(jià)接枝碳納米管復(fù)合材料的制備及性能研究[D]. 吳子剛.天津大學(xué) 2007
本文編號(hào):3274343
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