隨著工業(yè)化的快速發(fā)展,工業(yè)三廢的不達(dá)標(biāo)排放及化肥農(nóng)藥的大量使用,使得有害物質(zhì)和重金屬對(duì)土壤、水、大氣造成嚴(yán)重污染。而環(huán)境污染不可避免的造成種植的中藥材中重金屬含量超標(biāo),進(jìn)而通過(guò)飲用水、食物或皮膚接觸等途徑經(jīng)過(guò)食物鏈,直接或間接對(duì)人體造成傷害。而這些重金屬一旦進(jìn)入人體,將在體內(nèi)發(fā)生蓄積。久而久之,對(duì)體內(nèi)的各個(gè)臟器發(fā)生不可逆的傷害。但重金屬的源頭較難控制,所以多采用后處理的方式,在重金屬進(jìn)入人體之前進(jìn)行有效驅(qū)除。目前,中藥材中重金屬超標(biāo)問(wèn)題,已經(jīng)引起國(guó)內(nèi)外相關(guān)部門的高度重視,并針對(duì)重金屬制定出一系列嚴(yán)苛的限量標(biāo)準(zhǔn)。在現(xiàn)有的驅(qū)除方法中,以資源豐富、可再生、可降解的纖維素作吸附劑的方法很好的解決了傳統(tǒng)吸附材料吸附后不好處理、對(duì)中藥材活性成分影響嚴(yán)重的問(wèn)題。但纖維素做吸附劑時(shí),存在吸附容量小、韌性不強(qiáng)等缺點(diǎn)。而為了彌補(bǔ)纖維素本身的不足,本課題組選用聚多巴胺（PDA）對(duì)纖維素進(jìn)行改性,以提高對(duì)紅花、魚腥草、黃芪和三七中重金屬的驅(qū)除效果。多巴胺（DA）是人類大腦中分泌的一種神經(jīng)遞質(zhì),對(duì)帕金森的治療有很好的效果,通過(guò)自氧化聚合可得到與真黑素理化性質(zhì)十分相似的PDA。因PDA表面含大量的兒茶酚和胺基官能... 

【文章來(lái)源】：河南大學(xué)河南省

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

纖維素分子式Figure1-1Molecularformulaofcellulose

多巴胺聚合及其對(duì)纖維素的改性及應(yīng)用12多巴胺（如圖1-2a所示）是大腦分泌產(chǎn)生，對(duì)情感及內(nèi)分泌的調(diào)節(jié)進(jìn)行控制。BhowmikDebipreeta等和Mikhaylova等[58]發(fā)現(xiàn)人體內(nèi)的多巴胺對(duì)預(yù)防和治療阿爾茲海默癥有一定的作用。從結(jié)構(gòu)上看，多巴胺是L-多巴（L-3,4-二羥基苯丙氨酸）（如圖1-2b所示）產(chǎn)生的一種衍生物，主要含有鄰苯二酚官能團(tuán)。在2007年Lee等[63]發(fā)現(xiàn)在溫和弱堿的濕態(tài)條件下，多巴胺可以氧化自聚生成幾乎可在任何固體材料表面黏附的PDA，通常將其作為表面改性劑使用，能夠有效的替代硅烷偶聯(lián)劑和鈦酸酯偶聯(lián)劑。另外，Lee強(qiáng)調(diào)性的指出PDA是通過(guò)其本身羥基和胺基進(jìn)行的物理化學(xué)作用（氫鍵作用、螯合作用、π-π相互作用和共價(jià)鍵結(jié)合），從而完成了在不同材料表面的強(qiáng)烈黏附。圖1-2多巴胺分子式（a）和L-多巴分子式（b）Figure1-2Molecularformulaofdopamine(a)andmolecularformulaofL-Dopa(b)PDA是軟體類動(dòng)物海洋貽貝體內(nèi)分泌的黏性蛋白中的主要成分（30~40wt%）[59-62]，具有超強(qiáng)的黏附性，而這種作用的產(chǎn)生主要是由于PDA結(jié)構(gòu)中含有的鄰苯二酚和胺基官能團(tuán)。由于PDA良好的生物相容性、親水性及可生物降解、無(wú)毒無(wú)污染的優(yōu)勢(shì)，使其快速成為醫(yī)藥、污水處理、能源材料等多個(gè)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)[64-68]。真黑素是哺乳動(dòng)物體內(nèi)黑色素的一種，具有很好的黏附性、親水性、光學(xué)性和生物相容性，而PDA與真黑素的分子結(jié)構(gòu)類似，與真黑素的理化性質(zhì)相近，所以可在紅外、紫外和可見(jiàn)光中被檢測(cè)到吸收峰的存在。通過(guò)觀察、推測(cè)PDA發(fā)現(xiàn)，紫外光下的吸收是由于多巴胺的氧化產(chǎn)生，而紅外及可見(jiàn)光下的吸收則是由于多巴胺的自聚產(chǎn)生。由于PDA含有數(shù)量較多的胺基、羥基等親水性官能團(tuán)，可與疏水性材料進(jìn)行結(jié)合，從而增加材料的親水性。如王娜[70]將PDA作為親

第一章緒論131.4.2聚多巴胺的合成、機(jī)理及應(yīng)用（1）聚多巴胺的合成多巴胺通過(guò)調(diào)節(jié)溶液濃度、溫度、pH、反應(yīng)時(shí)間和添加氧化劑等控制氧化過(guò)程，合成理想的黑色產(chǎn)物PDA。由于PDA的聚合過(guò)程十分復(fù)雜，有許多反應(yīng)中間體產(chǎn)生，而且實(shí)驗(yàn)中常常受到檢測(cè)分析儀器的局限，使得PDA的合成沒(méi)有一個(gè)明確、公認(rèn)的推導(dǎo)路線。但是，多巴胺氧化得到多巴胺醌的過(guò)程和機(jī)制得到一致認(rèn)同。從多巴胺聚合得到黑色PDA的一系列顏色（無(wú)色-粉色-淡黃色-橙色-灰色-黑色）變化中可進(jìn)一步推測(cè)形成機(jī)理和黑色素的形成機(jī)理相似，而未參與反應(yīng)的多巴胺分子則自組裝生成產(chǎn)物[72]。同時(shí)，PDA中含有的羥基和胺基官能團(tuán)，為材料的改性應(yīng)用提供反應(yīng)平臺(tái)。（2）聚多巴胺的合成近年來(lái)科研工作者發(fā)現(xiàn)，PDA合成是化學(xué)聚合和物理自組裝共同參與的過(guò)程[73]。一種是直接氧化得到PDA：多巴胺氧化得到多巴胺醌后，發(fā)生邁克爾加成反應(yīng)，最后氧化聚合得到PDA。所述反應(yīng)過(guò)程如圖1-3所示：圖1-3多巴胺直接氧化合成PDA反應(yīng)過(guò)程Figure1-3Theprocessofdirectoxidationofdopaminetopolydopamine另一種是反歧化交聯(lián)：多巴胺氧化生成多巴胺醌，接著多巴胺醌與其余的多巴胺分子反應(yīng)得到半醌自由基，最后半醌自由基相互交聯(lián)生成最終產(chǎn)物PDA。反歧化交聯(lián)反應(yīng)如圖1-4所示。

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