壳聚糖基阴离子受体的合成和离子识别性能及抗菌与吸附性能研究

发布时间：2020-04-26 07:41

【摘要】：阴离子在许多生物过程和工业生产中起着重要作用,也是环境中的主要污染物。对阴离子的识别和检测已成为生命、材料和环境科学的热点课题。壳聚糖作为自然界中含量仅次于纤维素的第二大天然多糖,具有生物相容性、生物降解性、环境友好、生物活性及无毒等优点。探寻一种可以在水溶液中能够对含氧酸阴离子进行识别检测和吸附去除的有效方法是一个十分有意义的课题。本文共分四部分,其中第一部分为前言。在该部分中,详细地阐述了壳聚糖的来源、发展和壳聚糖及其衍生物的应用。介绍了基于硫脲/脲类识别主体的研究现状,并在此基础上提出了论文的设想。在第二部分设计合成了具有硝基苯基作为信号响应单元,脲基团作为结合位点的一种壳聚糖基新型比色阴离子受体。通过~1H NMR和FT-IR确定了这类化合物的结构。应用紫外-可见吸收光谱滴定考察了受体对不同阴离子的识别作用。研究发现,受体分子在DMSO/H_2O(体积比9:1)体系中能选择性比色识别PO_4~(3-)和F~-,而对其它阴离子未出现明显颜色呈现和光谱变化。在第三部分中,设计合成了一种基于硫脲基和硝基苯单元的壳聚糖基比色阴离子识别主体。该类化合物在DMSO/H_2O(体积比9:1)中可以对SO_4~(2-)和F~-离子产生比色响应,体系的颜色从无色变为黄色。研究表明,主体化合物不仅可以与阴离子SO_4~(2-)和F~-具有良好的氢键作用能力,还是一类新的聚合物阴离子识别主体,在超分子化学方面将会有很好的应用前景。还制备了硝基苯硫脲壳聚糖-Cu配合物,并且研究了该配合物的抑菌性能。研究表明,所得配合物NPTUCS-Cu对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有良好的抑菌性能。在第四部分中,为了实现吸附和去除水中的磷酸根负离子,还制备了三种壳聚糖基聚合物吸附剂。且对于三种吸附剂在污水中对磷酸根的吸附效果进行了研究。研究发现,这三种复合材料对磷酸根负离子具有良好去除和吸附能力,最大吸附容量分别为61.3mg/g、74.9 mg/g和50.2 mg/g。最后,通过对壳聚糖基吸附材料的重复利用性能研究,得到了该类吸附材料具有可再生性,有较高的实际应用价值的结果。
【图文】：

流程图,壳聚糖,废弃物,流程

这些来源提取的壳聚糖质量很高，，并且发现一些特定的生物应用。甲壳素最丰富的来源是甲壳类动物壳废弃物, 提取壳聚糖通常以甲壳类动物壳为原料。通常分离方法包括三个步骤如图1.2所示：脱蛋白、脱盐、脱色[11]。

示意图,复合膜材料,组装工艺,离子液体

基于金固定化纳米粒子-壳聚糖-离子液体的生物复合膜材料组装工艺ns[22]课题组研究了基于表面修饰玻碳电极用安培法在中性 pH的行为。该类传感器的电极表面改性方法有两种，第一种是质中添加七钼酸铵来实现改性；第二种配制是通过在壳聚糖-3-甲基咪唑四氟酸盐离子液体中的钼酸盐的附加层而形成的 PSS+PEDOT（聚芳硫磺酸盐+聚（3,4-乙烯二氧噻吩））膜提供了所需的酸性条件，可与磷酸根反应形成电活性磷钼酸定。
【学位授予单位】：西北大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O647.3;X830;X505

【参考文献】