【摘要】：本文由两性聚电解质----水溶性壳聚糖衍生物(WSC),与含有羧基的海藻酸钠(SA)通过静电作用形成具有核-壳结构的壳聚糖基功能凝胶;引入适量可控聚乙烯醇(PVA),通过冷冻解冻循环发生物理交联,改善核-壳型壳聚糖基功能凝胶的力学性能;添加致孔剂,形成多孔核-壳型壳聚糖基功能凝胶;从而形成了一系列结构和性能在一定范围内可控的功能凝胶,并分析了各种核-壳型功能凝胶的结构与性能的关系及其调控,得到了如下结果:1.利用WSC的酸敏和聚阳离子特性,SA在WSC凝胶粒子表面发生静电复合,形成Ca(II)-SA-WSC@WSC核-壳型壳聚糖基功能凝胶小球;改变介质的pH,进一步形成空核结构的小球。通过红外(IR)测试、热失重(TGA)分析、荧光测试、电镜观察和能谱(SEM-EDS)分析,验证了凝胶小球的核-壳、空核结构。所得核-壳型壳聚糖基凝胶小球对铜、铅离子及CO2气体均具有表现出一定的吸附能力:其中干的核壳凝胶小球对于铜离子、铅离子及CO2气体吸附容量可分别达58.15mg/g、46.61mg/g和65.39mg/g;干的空壳凝胶小球对于铜离子、铅离子及CO2气体吸附容量可分别达42.88mg/g、40.86mg/g和145.85 mg/g。对于金属离子的吸附容量,Ca(II)-SA-WSC@WSC核-壳凝胶小球均高于Ca(II)-SA-WSC@O空壳凝胶小球。此外,NaOH的存在利于CO2气体的吸附,在内核含0、1和2MNaOH溶液的凝胶小球,其中核壳凝聚小球对CO2气体吸附容量分别为24.28mg/g、26.17mg/g和65.39mg/g,空壳凝聚小球对CO2气体吸附容量分别为145.85mg/g、101.32mg/g和63.54mg/g。2.适量由RAFT聚合和醇解反应制备的可控聚乙烯醇(PVA)水溶液与CSM水溶液混匀,经冷冻解冻循环得到物理交联的凝胶内核,再与SA自组装成Ca(II)-SA-WSC@WSC/PVA增强核-壳型壳聚糖基功能凝胶小球。通过红外(IR)测试、热失重(TGA)分析、能谱(EDS)分析和动态热机械能(DMTA)分析,验证了所得凝胶小球Ca(II)-SA-WSC@WSC/PVA的核-壳型结构,尤其是凝胶小球力学性能的改善。凝胶小球的储存模量和玻璃化转变温度均随着PVA的用量和分子量的改变,呈现规律性变化。而且,PVA的引入并没有明显改变Ca(II)-SA-WSC@WSC核-壳凝胶小球对于CO2等气体以及铜、铅离子的吸附性能。3.增强核-壳型壳聚糖基功能凝胶小球进一步转化为多孔载体,且可以通过致孔剂用量的改变而调节孔隙率,这一点为SEM和孔隙率分析所验证。不同孔隙率的多孔凝胶小球能够吸附铜、铅离子以及α-淀粉酶,吸附容量随着孔隙率的改变而呈规律性的变化,载有α-淀粉酶的核-壳型凝胶小球催化淀粉降解的量也作相应变化。换言之,核-壳型壳聚糖基功能凝胶小球的吸附和催化性能,可方便由致孔剂用量加以调节。总之,本文由自制的WSC,采用温和的条件,利用其在良好的水溶性、pH-响应性以及能与海藻酸钠发生聚电解质复合等特性,结合PVA优良的力学性能和经反复冻融而物理交联的特性,得到了内核可调、增强以及多孔等多样结构的核-壳凝胶小球。这些壳聚糖基功能凝胶小球表现出吸附重金属离子、固定酸碱性气体以及装载α-淀粉酶的性能,可望用作吸附剂,应用于水或气的净化、化合物分离、药物包载和酶催化等领域。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：华侨大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：O648.17
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2450246
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