两亲性海藻酸衍生物在纳米颗粒表面的吸附研究

发布时间：2017-11-21 00:14

  本文关键词：两亲性海藻酸衍生物在纳米颗粒表面的吸附研究

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【摘要】：本文通过对海藻酸钠进行疏水改性得到绿色高分子表面活性剂,研究了两亲性海藻酸衍生物在固体颗粒表面的吸附行为。采用FTIR、DLS、TEM、表面张力仪、流变仪、浊度仪等测试手段对吸附前后颗粒粒径、表面电性、颗粒形貌、表面张力、流变性及稳定性等方面进行考察,同时应用HPLC探究了两亲性海藻酸衍生物在颗粒表面的吸附动力学及热力学,并且探究了其吸附稳定机理,为固体颗粒在水溶液中的分散稳定提供了一定的理论基础。通过十二烷基改性海藻酸钠(NaAlg-Dode)在TiO_2纳米颗粒表面上的吸附,得到了稳定的纳米TiO_2颗粒悬浮液。结果表明：加入NaAlg-Dode后,在pH=4-8范围内均有利于悬浮体系稳定,pH=6.3(等电点)处TiO_2颗粒的平均粒径由2.5μm降低至500nm左右,颗粒表面Zeta电位由0降低至-40mV左右。同时随着NaAlg-Dode的加入,TiO_2悬浮体系的剪切应力逐渐增大,表明颗粒之间的相互作用增强。由此推知NaAlg-Dode提高纳米TiO_2颗粒悬浮体系的稳定机制：NaAlg-Dode分子在不同pH条件下能够通过静电作用、氢键作用及疏水作用等吸附在TiO_2颗粒上,改变颗粒表面电性及空间位阻,从而降低颗粒的团聚。研究了Ugi改性海藻酸钠(NaAlg-Ugi)在TiO_2颗粒表面的吸附行为及其对颗粒分散稳定性的影响。结果表明：在不同的pH条件下,NaAlg-Ugi可以通过静电作用、氢键作用以及疏水作用吸附在TiO_2颗粒表面,在pH=6.3处颗粒平均粒径出现了显著减小,表面Zeta电位由0mV降至-45mV左右；加入NaAlg-Ugi之后,悬浮体系的剪切应力增大,在高频下表现出更好的稳定性,表明颗粒之间的相互作用增强；TEM及稳定性测试表明两亲性海藻酸钠衍生物对于固体颗粒的稳定分散有显著效果；吸附动力学结果表明：NaAlg-Ugi在TiO_2颗粒表面的吸附过程符合Langmuir速率方程,随着温度的升高,平衡吸附量由0.128mg/g增至0.193mg/g,吸附时间由2.5h缩短至1.3h,吸附速率常数由0.4873h-1增大至0.6015 h-1；热力学测定结果表明：NaAlg-Ugi在TiO_2颗粒表面的吸附等温线遵循Langmuir等温方程,其吸附量和吸附平衡常数随温度升高而增大,表明升高温度有利于吸附进行。研究了NaAlg-Ugi在SiO_2颗粒表面的吸附行为及其对颗粒在水溶液中聚集行为的影响。结果表明：NaAlg-Ugi能够以氢键作用及疏水作用吸附在SiO_2颗粒表面,随着pH值增大,两者之间的相互作用逐渐减弱,NaAlg-Ugi主要在pH值较低的条件下对SiO_2颗粒有分散效果。吸附动力学结果表明：NaAlg-Ugi在SiO_2颗粒表面的吸附过程符合Langmuir速率方程,随着温度的升高,平衡吸附量由0.138mg/g增至0.162mg/g,吸附时间由3h缩短至1.3h,吸附速率常数由0.4646h-1增大至1.0142 h-1；热力学结果表明：NaAlg-Ugi在SiO_2颗粒表面的吸附等温线遵循Langmuir及Freundlich等温方程,前者相关系数较高,NaAlg-Ugi的吸附量和吸附平衡常数随温度升高而增大,表明升高温度有利于吸附进行。
【学位授予单位】：海南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ423;O647.3

【参考文献】

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本文编号：1209014