多巴胺改性碳纳米管/壳聚糖复合材料的制备及其防污性能研究

发布时间：2021-07-09 19:22

　　环境友好型防污剂在解决海洋生物污损方面起到日趋重要的作用。壳聚糖（CS）具备优秀的生物相容性、抑菌性。碳纳米管的结构与聚合物近似,将碳纳米管与壳聚糖复合,不仅能利用生物大分子的亲水性来改善碳纳米管的分散性,更可能实现不同材料性能的互补或协同作用,为其在防污领域的广泛应用提供条件。本论文以碳纳米管、壳聚糖为基本研究材料,以多巴胺为桥梁材料,进行纳米复合材料的制备,并通过电化学测试技术、抑菌及抑制硅藻实验分别对复合材料的缓蚀及防污性能进行了表征。主要工作如下：（1）利用多巴胺在不同pH值条件下（碱性、酸性）的不同反应方式对碳纳米管进行温和的包覆改性。通过实验证实了改性效果,两种改性方法均有效改善了碳纳米管的分散性,其中经多巴胺单分子层（micaDA）修饰后的多壁碳纳米管（MWCNTs）表面存在大量氨基集团,在水溶液中的分散性和稳定性更高；聚多巴胺包覆的碳纳米管（PDA-MWCNTs）复合材料中碳纳米管管壁外均匀包覆了厚度约为4 nm的PDA层,而micaDA-MWCNTs上多巴胺单层膜膜厚较薄,整体热失重率远低于PDA-MWCNTs。（2）结合壳聚糖的螯合作用引入纳米银粒子,以聚多巴胺包覆... 

【文章来源】：中国海洋大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 概述
    1.1 引言
    1.2 碳纳米管
        1.2.1 碳纳米管的结构及性能
        1.2.2 碳纳米管的功能化改性
    1.3 壳聚糖
    1.4 碳纳米管/壳聚糖复合材料
    1.5 多巴胺功能修饰
    1.6 本论文的选题思路与主要研究内容
        1.6.1 选题思路
        1.6.2 主要研究内容
2 多巴胺改性多壁碳纳米管复合材料的制备
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验试剂
        2.2.2 实验仪器
    2.3 多巴胺包覆改性多壁碳纳米管复合材料
        2.3.1 聚多巴胺包覆的多壁碳纳米管复合材料制备
        2.3.2 多巴胺单分子层包覆的多壁碳纳米管复合材料的制备
        2.3.3 性能与表征
    2.4 结果与讨论
        2.4.1 多巴胺改性多壁碳纳米管复合材料红外表征
        2.4.2 多巴胺改性多壁碳纳米管复合材料形貌观察
        2.4.3 多巴胺改性多壁碳纳米管复合材料分散性
        2.4.4 多巴胺改性多壁碳纳米管复合材料热性能
    2.5 本章小结
3 聚多巴胺包覆碳纳米管/纳米银/壳聚糖溶胶制备及抑菌缓蚀性能
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验试剂
        3.2.2 实验仪器
    3.3 CS/PDA-MWCNTs/Ag复合溶胶
        3.3.1 CS/PDA-MWCNTs/Ag复合溶胶的制备
        3.3.2 CS/PDA-MWCNTs/Ag溶胶抑菌性能的测定
        3.3.3 CS/PDA-MWCNTs/Ag复合溶胶缓蚀性能研究
        3.3.4 性能与表征
    3.4 结果与讨论
        3.4.1 CS/PDA-MWCNTs/Ag复合溶胶最佳制备条件探讨
        3.4.2 CS/PDA-MWCNTs/Ag溶胶的红外光谱表征
        3.4.3 CS/PDA-MWCNTs/Ag溶胶形貌观察
        3.4.4 CS/PDA-MWCNTs/Ag溶胶XRD谱图分析
        3.4.5 CS/PDA-MWCNTs/Ag溶胶的热性能
        3.4.6 CS/PDA-MWCNTs/Ag溶胶抑菌性能的测定
        3.4.7 CS/PDA-MWCNTs/Ag溶胶缓蚀性能研究
    3.5 本章小结
4 单层多巴胺包覆碳纳米管接枝壳聚糖复合材料制备及防污性能
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验试剂
        4.2.2 实验仪器
    4.3 单层多巴胺包覆碳纳米管接枝壳聚糖复合材料
        4.3.1 单层多巴胺包覆碳纳米管接枝壳聚糖复合材料的制备
        4.3.2 CS/micaDA-MWCNTs复合材料的抑菌实验
        4.3.3 CS/micaDA-MWCNTs复合材料对硅藻生长的抑制性能
        4.3.4 性能与表征
    4.4 结果与讨论
        4.4.1 CS/micaDA-MWCNTs复合材料的红外光谱表征
        4.4.2 CS/micaDA-MWCNTs复合材料的紫外表征
        4.4.3 CS/micaDA-MWCNTs复合材料的形貌观察
        4.4.4 CS/micaDA-MWCNTs复合材料的热性能
        4.4.5 CS/micaDA-MWCNTs复合材料的抑菌性能
        4.4.6 CS/micaDA-MWCNTs复合材料对硅藻生长抑制性能
    4.5 本章小结
5 结论与展望
    5.1 论文的主要结论
    5.2 论文的主要创新点
    5.3 实验展望
参考文献
致谢
个人简历
发表的学术论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]冷喷涂防污涂层的制备及其对海洋底栖硅藻防污抑制作用的研究[J]. 丁锐,张少云,李相波,王佳,许立坤.  涂料工业. 2013(06)
[2]多巴胺的自聚-附着行为与膜表面功能化[J]. 徐又一,蒋金泓,朱利平,朱宝库.  膜科学与技术. 2011(03)
[3]碳纳米管/活性炭复合微球的制备及其对VB12的吸附应用[J]. 卢月美,巩前明,梁吉.  物理化学学报. 2009(08)

博士论文
[1]碳纳米管表面有机高分子改性及其纳米复合材料的制备与表征[D]. 周洪福.北京化工大学 2011
[2]多壁碳纳米管对硝基化合物和抗生素的吸附特性研究[D]. 沈秀娥.吉林大学 2009
[3]聚合物修饰多壁碳纳米管的合成、结构与性质[D]. 杨应奎.华中科技大学 2007

硕士论文
[1]碳纳米管/壳聚糖复合材料的制备以及抑菌性研究[D]. 于慧.中国海洋大学 2013
[2]壳聚糖/纳米银复合抗菌剂合成及羊毛抗菌层界面形成机理探索[D]. 王婧.太原理工大学 2012
[3]新型防污涂料组成设计及其防污性能研究[D]. 安正国.中国海洋大学 2007
[4]壳聚糖共价接枝碳纳米管复合材料的制备及性能研究[D]. 吴子刚.天津大学 2007



本文编号：3274343