基于单/多羧基化纤维素纳米晶制备、性能与应用的研究
发布时间：2020-12-07 20:37
纤维素纳米晶（CNC）优异的机械性能、光学特性、生物相容性、可降解性及丰富的储量使其在光学材料合成方面具有极大的应用价值,特别是CNC表面具有丰富的羟基含量,可通过接枝荧光分子制备荧光纤维素纳米晶（fCNC）。Roman等人首次使用三步法将荧光素-5-异硫氰酸酯（FITC）接枝到CNC表面,合成fCNC,打开了CNC在光学传感、生物标记领域的大门。但由于荧光分子随着其密度的变化易发生猝灭,故实现fCNC表面荧光分子接枝量可控以优化荧光强度变得非常重要。在本文中,采用两步法合成fCNC,并通过制备不同表面羧基含量的CNC实现fCNC表面荧光分子含量可控。首先通过使用TEMPO（2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基）氧化法和EDTAD（乙二胺四乙酸二酐）酯化法分别获得单羧基纤维素纳米晶（TOCN）和多羧基化纤维素纳米晶（ECNC）,为后续荧光分子接枝提供具有不同活性位点的原料;然后通过酰胺化反应将荧光分子7-氨基-4-甲基香豆素（AMC）分别接枝在TOCN和ECNC上,合成荧光纤维素纳米晶A-TOCN和A-ECNC,并探究了制备条件对A-TOCN和A-ECNC性能的影响。基于该fCNC的荧...
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
（a）CNC结构单元示意图；（b）CNC结构图
武汉理工大学硕士学位论文液，将下层沉淀放入 50 ml 蒸馏水中搅拌使其分散均匀，在磁力搅拌下将 1M 的HCl 溶液缓慢加入该悬浮液中，保持 pH 5-6，反应 30-60 min；⑥将所得悬浮液离心除掉上层液，然后用蒸馏水洗涤 3-5 次（至中性），冷冻干燥后得到 TOCN。为提高TOCN表面的羧基含量，改变NaClO的加入量（4.84 mmol、9.68 mmol、24.2 mmol、48.4 mmol、96.8 mmol），得到的单羧基 CNC 分别命名为 TOCN/1、TOCN/2、TOCN/5、TOCN/10、TOCN/20。
~100 ml DMF 中，密封，超声 5-30 min，然后在密封条件下室温搅拌 30-60，于 75 oC、N2气流保护条件下使用分液滴定装置缓慢加入至 250 ml 三口，磁力搅拌反应 48 h，期间一直通氮气保护；④反应结束后，将悬浮液离，取下层白色沉淀产品，然后用 DMF、10%的 Na2CO3水溶液、蒸馏水心洗涤；⑤将洗涤后的产品加入 30-50 ml 蒸馏水中，用 0.1 M 稀盐酸调节6，磁力搅拌 45 min 左右，离心，然后依次用蒸馏水、95%乙醇、丙酮各次，得到白色沉淀产品 ECNC，将产物在冰箱冷冻 12 h 后进行冷冻干燥面粉状白色产品 ECNC。（3）延长反应时间采用步骤（2）方法，其中 EDTAD 用量分别是 CNC 表面羟基摩尔量的和 20 倍且催化剂加入量为 CNC 表面羟基摩尔量的 20%的条件下，反应 9（4）改变溶剂采用步骤（2）方法，其中 EDTAD 用量是 CNC 表面羟基摩尔量的 4 倍剂加入量为CNC表面羟基摩尔量的 20%的条件下，将反应溶剂改为无水吡
【参考文献】：
期刊论文
[1]Surface Chemical Modification of Cellulose Nanocrystals and Its Application in Biomaterials[J]. XiaoZhou Ma,YanJie Zhang,Jin Huang. Paper and Biomaterials. 2017(04)
[2]Progress on sensors based on nanomaterials for rapid detection of heavy metal ions[J]. Yuan Liu,Yan Deng,Hongming Dong,Keke Liu,Nongyue He. Science China(Chemistry). 2017(03)
[3]RAFT及点击化学结合制备双敏感型纳米纤维素接枝共聚物及其性能研究[J]. 张修强,董莉莉,朱金陵,任素霞,雷廷宙. 河南科学. 2016(10)
[4]力诱导发光聚合物研究进展（英文）[J]. 袁媛,袁伟,陈于蓝. Science China Materials. 2016(06)
[5]荧光分子修饰的Fe3O4@SiO2纳米颗粒检测Hg2+和Zn2+（英文）[J]. 谷瑶,孟国文,王美玲,黄青,朱储红,黄竹林. Science China Materials. 2015(07)
[6]汞离子纳米光学探针的最新进展（英文）[J]. 段俊玲,占金华. Science China Materials. 2015(03)
[7]Evaluation of corneal cell growth on tissue engineering materials as artificial cornea scaffolds[J]. Hai-Yan Wang,Rui-Hua Wei,Shao-Zhen Zhao. International Journal of Ophthalmology(English Edition). 2013(06)
[8]制备TEMPO/NaClO/NaBr氧化纤维素最佳工艺条件探究[J]. 王延妮,徐媚. 湖北造纸. 2011(04)
本文编号：2903865
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
（a）CNC结构单元示意图；（b）CNC结构图
武汉理工大学硕士学位论文液，将下层沉淀放入 50 ml 蒸馏水中搅拌使其分散均匀，在磁力搅拌下将 1M 的HCl 溶液缓慢加入该悬浮液中，保持 pH 5-6，反应 30-60 min；⑥将所得悬浮液离心除掉上层液，然后用蒸馏水洗涤 3-5 次（至中性），冷冻干燥后得到 TOCN。为提高TOCN表面的羧基含量，改变NaClO的加入量（4.84 mmol、9.68 mmol、24.2 mmol、48.4 mmol、96.8 mmol），得到的单羧基 CNC 分别命名为 TOCN/1、TOCN/2、TOCN/5、TOCN/10、TOCN/20。
~100 ml DMF 中，密封，超声 5-30 min，然后在密封条件下室温搅拌 30-60，于 75 oC、N2气流保护条件下使用分液滴定装置缓慢加入至 250 ml 三口，磁力搅拌反应 48 h，期间一直通氮气保护；④反应结束后，将悬浮液离，取下层白色沉淀产品，然后用 DMF、10%的 Na2CO3水溶液、蒸馏水心洗涤；⑤将洗涤后的产品加入 30-50 ml 蒸馏水中，用 0.1 M 稀盐酸调节6，磁力搅拌 45 min 左右，离心，然后依次用蒸馏水、95%乙醇、丙酮各次，得到白色沉淀产品 ECNC，将产物在冰箱冷冻 12 h 后进行冷冻干燥面粉状白色产品 ECNC。（3）延长反应时间采用步骤（2）方法，其中 EDTAD 用量分别是 CNC 表面羟基摩尔量的和 20 倍且催化剂加入量为 CNC 表面羟基摩尔量的 20%的条件下，反应 9（4）改变溶剂采用步骤（2）方法，其中 EDTAD 用量是 CNC 表面羟基摩尔量的 4 倍剂加入量为CNC表面羟基摩尔量的 20%的条件下，将反应溶剂改为无水吡
【参考文献】：
期刊论文
[1]Surface Chemical Modification of Cellulose Nanocrystals and Its Application in Biomaterials[J]. XiaoZhou Ma,YanJie Zhang,Jin Huang. Paper and Biomaterials. 2017(04)
[2]Progress on sensors based on nanomaterials for rapid detection of heavy metal ions[J]. Yuan Liu,Yan Deng,Hongming Dong,Keke Liu,Nongyue He. Science China(Chemistry). 2017(03)
[3]RAFT及点击化学结合制备双敏感型纳米纤维素接枝共聚物及其性能研究[J]. 张修强,董莉莉,朱金陵,任素霞,雷廷宙. 河南科学. 2016(10)
[4]力诱导发光聚合物研究进展（英文）[J]. 袁媛,袁伟,陈于蓝. Science China Materials. 2016(06)
[5]荧光分子修饰的Fe3O4@SiO2纳米颗粒检测Hg2+和Zn2+（英文）[J]. 谷瑶,孟国文,王美玲,黄青,朱储红,黄竹林. Science China Materials. 2015(07)
[6]汞离子纳米光学探针的最新进展（英文）[J]. 段俊玲,占金华. Science China Materials. 2015(03)
[7]Evaluation of corneal cell growth on tissue engineering materials as artificial cornea scaffolds[J]. Hai-Yan Wang,Rui-Hua Wei,Shao-Zhen Zhao. International Journal of Ophthalmology(English Edition). 2013(06)
[8]制备TEMPO/NaClO/NaBr氧化纤维素最佳工艺条件探究[J]. 王延妮,徐媚. 湖北造纸. 2011(04)
本文编号：2903865
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