稀土离子配位制备海藻酸钠凝胶和层状纳米薄膜

发布时间：2018-05-27 07:07

  本文选题：水凝胶 + 海藻酸钠　； 参考：《东南大学》2017年硕士论文

【摘要】：本文主要制备了一种对pH具有敏感响应、机械性能优异、高含水量和荧光性质的海藻酸钠(SodiumAlginate,SA)水凝胶。海藻酸钠水凝胶的制备主要是通过海藻酸钠中羧酸根离子和稀土离子(Nd3+)发生配位交联,形成具有规整结构的海藻酸钠-稀土离子(SA-Nd(Ⅲ))水凝胶。通过傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、X射线衍射仪、X光电子能谱仪(XPS)和扫描电子显微镜(SEM)等设备表征了该水凝胶的化学成分及形貌特点。然后,我们主要研究了溶液pH值对SA-Nd(Ⅲ)水凝胶吸水率的影响,结果表明不同pH值对该水凝胶的吸水率有很大影响。同时,该水凝胶还表现出了较高的机械强度、优秀的耐溶剂性和荧光性能。这些特征表明,离子配位制备的海藻酸盐水凝胶是一种很有前途的高分子材料,可以在生物材料和组织工程中有广泛的应用。接着,我们对海藻酸钠水凝胶进行了进一步的深入研究,我们通过在海藻酸钠溶液中加入一定比例的丁二酸酐改性的壳聚糖(NSC)溶液,通过和稀土离子配位交联作用形成了复合的水凝胶。然后。通过对复合水凝胶进行真空干燥处理,得到了具有层状结构的海藻酸钠-壳聚糖(SA-NSC)复合膜材料。在实验探究工作中我们首先对这两种类型的有机高分子聚合物NSC和SA混合溶液的体积比例进行了最优化选择。然后,SA-NSC混合溶液通过稀土离子的配位交联作用构筑出具有层状结构膜材料的基本骨架,形成了结构规整的复合水凝胶。最后,我们将得到的SA-NSC复合水凝胶经过真空干燥获得具有层状结构的SA-NSC复合膜材料。在试验探究过程中,我们选用了两种镧系元素离子Gd3+和Yb3+来制备具有层状的NSC-SA复合膜材料。该复合膜材料的抗拉伸强度和韧性都得到了极大的改善,分别达到122.10MPa和3.89MJ·m-3。与此同时,层状微观结构也导致了该膜材料具备了良好的透光率,NSC-SA复合膜材料的透光率最高达到了 89%。接着,我们对得到的复合膜材料进行了一系列的抗菌性研究,我们发现,该复合膜材料具有优异的抗菌性。这种柔韧的规整的人造有机层状的NSC-SA复合膜材料在防护工程,组织工程上和伤口敷料等领域具有巨大的潜在应用价值。本项研究工作的意义是在于利用稀土离子优异的配位能力和较高的配位数以及稀土离子在光、磁等方面具有的优异的理化性能,在传统水凝胶制备的方法工艺的基础上,将稀土金属离子以配位键的方式掺入水凝胶的内部结构中,以期能获得具有特殊功能和结构的新型高分子材料。
[Abstract]:In this paper, a kind of sodium alginate hydrogel, which is sensitive to pH, excellent in mechanical properties, high in water content and fluorescence, has been prepared. The preparation of sodium alginate hydrogel is mainly through coordination crosslinking of carboxylate ion and rare earth ion Nd3 in sodium alginate to form a regular structure of sodium alginate-rare earth ion SA-Nd3 hydrogel. The chemical composition and morphology of the hydrogel were characterized by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and X-ray diffractometer (XPS) and scanning electron microscope (SEM). Then, we mainly studied the effect of pH value on the water absorption of SA-Nd (鈪，

本文编号：1940960