【摘要】：本文由兩性聚電解質(zhì)----水溶性殼聚糖衍生物(WSC),與含有羧基的海藻酸鈉(SA)通過靜電作用形成具有核-殼結(jié)構(gòu)的殼聚糖基功能凝膠;引入適量可控聚乙烯醇(PVA),通過冷凍解凍循環(huán)發(fā)生物理交聯(lián),改善核-殼型殼聚糖基功能凝膠的力學(xué)性能;添加致孔劑,形成多孔核-殼型殼聚糖基功能凝膠;從而形成了一系列結(jié)構(gòu)和性能在一定范圍內(nèi)可控的功能凝膠,并分析了各種核-殼型功能凝膠的結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系及其調(diào)控,得到了如下結(jié)果:1.利用WSC的酸敏和聚陽離子特性,SA在WSC凝膠粒子表面發(fā)生靜電復(fù)合,形成Ca(II)-SA-WSC@WSC核-殼型殼聚糖基功能凝膠小球;改變介質(zhì)的pH,進(jìn)一步形成空核結(jié)構(gòu)的小球。通過紅外(IR)測(cè)試、熱失重(TGA)分析、熒光測(cè)試、電鏡觀察和能譜(SEM-EDS)分析,驗(yàn)證了凝膠小球的核-殼、空核結(jié)構(gòu)。所得核-殼型殼聚糖基凝膠小球?qū)︺~、鉛離子及CO2氣體均具有表現(xiàn)出一定的吸附能力:其中干的核殼凝膠小球?qū)τ阢~離子、鉛離子及CO2氣體吸附容量可分別達(dá)58.15mg/g、46.61mg/g和65.39mg/g;干的空殼凝膠小球?qū)τ阢~離子、鉛離子及CO2氣體吸附容量可分別達(dá)42.88mg/g、40.86mg/g和145.85 mg/g。對(duì)于金屬離子的吸附容量,Ca(II)-SA-WSC@WSC核-殼凝膠小球均高于Ca(II)-SA-WSC@O空殼凝膠小球。此外,NaOH的存在利于CO2氣體的吸附,在內(nèi)核含0、1和2MNaOH溶液的凝膠小球,其中核殼凝聚小球?qū)O2氣體吸附容量分別為24.28mg/g、26.17mg/g和65.39mg/g,空殼凝聚小球?qū)O2氣體吸附容量分別為145.85mg/g、101.32mg/g和63.54mg/g。2.適量由RAFT聚合和醇解反應(yīng)制備的可控聚乙烯醇(PVA)水溶液與CSM水溶液混勻,經(jīng)冷凍解凍循環(huán)得到物理交聯(lián)的凝膠內(nèi)核,再與SA自組裝成Ca(II)-SA-WSC@WSC/PVA增強(qiáng)核-殼型殼聚糖基功能凝膠小球。通過紅外(IR)測(cè)試、熱失重(TGA)分析、能譜(EDS)分析和動(dòng)態(tài)熱機(jī)械能(DMTA)分析,驗(yàn)證了所得凝膠小球Ca(II)-SA-WSC@WSC/PVA的核-殼型結(jié)構(gòu),尤其是凝膠小球力學(xué)性能的改善。凝膠小球的儲(chǔ)存模量和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度均隨著PVA的用量和分子量的改變,呈現(xiàn)規(guī)律性變化。而且,PVA的引入并沒有明顯改變Ca(II)-SA-WSC@WSC核-殼凝膠小球?qū)τ贑O2等氣體以及銅、鉛離子的吸附性能。3.增強(qiáng)核-殼型殼聚糖基功能凝膠小球進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為多孔載體,且可以通過致孔劑用量的改變而調(diào)節(jié)孔隙率,這一點(diǎn)為SEM和孔隙率分析所驗(yàn)證。不同孔隙率的多孔凝膠小球能夠吸附銅、鉛離子以及α-淀粉酶,吸附容量隨著孔隙率的改變而呈規(guī)律性的變化,載有α-淀粉酶的核-殼型凝膠小球催化淀粉降解的量也作相應(yīng)變化。換言之,核-殼型殼聚糖基功能凝膠小球的吸附和催化性能,可方便由致孔劑用量加以調(diào)節(jié)�？傊�,本文由自制的WSC,采用溫和的條件,利用其在良好的水溶性、pH-響應(yīng)性以及能與海藻酸鈉發(fā)生聚電解質(zhì)復(fù)合等特性,結(jié)合PVA優(yōu)良的力學(xué)性能和經(jīng)反復(fù)凍融而物理交聯(lián)的特性,得到了內(nèi)核可調(diào)、增強(qiáng)以及多孔等多樣結(jié)構(gòu)的核-殼凝膠小球。這些殼聚糖基功能凝膠小球表現(xiàn)出吸附重金屬離子、固定酸堿性氣體以及裝載α-淀粉酶的性能,可望用作吸附劑,應(yīng)用于水或氣的凈化、化合物分離、藥物包載和酶催化等領(lǐng)域。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：華僑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：O648.17

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本文編號(hào)：2450246