天然高分子的电沉积技术及其纳米复合物的研究

发布时间：2020-03-19 06:16

【摘要】：刺激响应性天然高分子的电沉积技术具备操作简单、条件温和、不使用有机溶剂以及可控性和选择性等特点,还可以为一些纳米材料及生物物质的共沉积组装提供有效方法,因此近年来被广泛应用于抗菌涂层、蛋白质固定、纳米粒子组装、生物传感器和检测器、生物燃料电池以及药物控制释放等领域。本工作开展了羧甲基纤维素的电沉积技术研究,还开展了电沉积技术制备纳米银/羧化壳聚糖纳米复合膜的研究。羧甲基纤维素具有来源广泛、环境友好、成本低、良好的生物相容性和生物可降解性等优点,被广泛应用于从生物制药到锂电池等诸多领域。另外,由于羧甲基纤维素分子含有大量的羧基、羟基等基团,因此羧甲基纤维素可以与一些金属离子发生配位作用。本工作首先开展了基于羧甲基纤维素与金属离子配位作用的电沉积技术研究,利用电沉积技术在电极表面获得了表面平整均一的羧甲基纤维素电沉积膜。这种羧甲基纤维素的电沉积技术具有可控性和选择性,可以十分方便地构建出不同形状的羧甲基纤维素膜。抗菌测试结果表明该羧甲基纤维素电沉积膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有抗菌活性,可以潜在应用于构建抗菌涂层和抗菌薄膜材料。电化学分析结果则表明该羧甲基纤维素电沉积膜可以潜在应用于构建检测器和传感器。因此,该羧甲基纤维素的电沉积技术在表面涂层、功能膜材料和传感器等领域具备良好的应用前景。利用羧化壳聚糖与金属离子的配位作用,以及羧化壳聚糖可作为还原剂,本工作还开展了基于电沉积技术制备纳米银/羧化壳聚糖纳米复合膜的研究。测试分析结果表明所制备的纳米银/羧化壳聚糖纳米复合膜中的纳米银平均粒径约为10 nm,并具有较窄的粒径分布,并且纳米银粒子在纳米银/羧化壳聚糖纳米复合膜中分散良好。此外,这种利用电沉积技术制备纳米银/羧化壳聚糖纳米复合膜的方法具有可控性和选择性,可以构建出不同形状和厚度的纳米银/羧化壳聚糖纳米复合膜。因此,该工作为纳米银的制备以及天然高分子纳米复合膜材料的构建提供了一种简单、可控和制备条件温和的方法。此外,本工作开展了采用简单方便的一锅法制备ZnS量子点/明胶纳米复合物的研究,该方法还具备条件温和、不需要有机溶剂、环境友好、无需后处理等特点和优点。特别是在该方法中明胶不仅可以作为稳定剂和表面配体,而且还可以赋予所制备的ZnS量子点/明胶纳米复合材料温度响应性可逆溶胶-凝胶转变性能。这种具有温度刺激响应性溶胶-凝胶转变性能的量子点/明胶纳米复合物能够被用于制备具有荧光的量子点/明胶凝胶小球,并且可以通过调节温度来控制ZnS量子点在量子点/明胶凝胶小球中的释放。此外,这种ZnS量子点/明胶纳米复合物还可以直接应用于细胞成像领域。因此,本工作所制备的具有温度刺激响应性溶胶-凝胶转变性能的ZnS量子点/明胶纳米复合物在量子点控制释放、荧光标记以及生物成像领域具备良好的应用前景。
【图文】：

示意图,壳聚糖,配位,天然高分子

电池以及药物释放等领域[83-86]。此外，操作简单、反应条件温和以及无溶剂性物质的共沉积组装提供了机会[87-89]。1.2.4 利用天然高分子与金属离子一些天然高分子中含有大量的氨基生配位形成凝胶。以壳聚糖为例，科研位作用来制备新型的功能材料。例如 G配位作用的性质，制备了一种 Cu2+/壳壳聚糖复合物具有良好的细胞相容性和领域有着潜在的应用前景[90]。此外，G积技术实现壳聚糖/Cu2+电沉积膜的制备积膜的示意图如图 1-2 所示[91]。电源

照片,羧甲基纤维素,电沉积,照片

用深圳新三思材料检测有限公司的 CMT-6503 型万能试验机对羧甲基沉积膜的拉伸性能进行测试。首先将电沉积时间为 6 min、8 min、10 min 的羧甲基纤维素电沉积膜从电极上揭下，，并置于室温下干燥。待干燥面平整的羧甲基纤维素电沉积膜，用剪刀裁剪成横条。然后利用千分个样品的厚度，每个样品选择 5 个点进行测量，去掉最高值与最低值数作为该样品的厚度。在测试中，标距设置为 30 mm，拉伸速率设置/min同沉积时间的羧甲基纤维素电沉积膜各选取 5 个膜片进行测试，不同的羧甲基纤维素电沉积膜的拉伸强度和断裂伸长率由 5 次测试结果去最低值，剩余三个取平均值得出。结果与讨论羧甲基纤维素的电沉积aPower
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TB383.1;TQ314.1

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