金属离子配位水凝胶与泡沫模板气凝胶的构筑、表征与性能研究

发布时间：2021-04-21 03:44

　　凝胶作为一类重要的软物质材料,在生命结构和生产生活中随处可见,例如皮肤、果冻、润滑脂等。水凝胶和气凝胶是凝胶材料的两个主要研究方向,在仿生材料、生物医药、航空航天等领域有着重要的应用价值。本论文针对凝胶材料,主要开展的研究有两部分:一部分是针对高强度快响应水凝胶的构筑及机理研究,改善目前水凝胶材料机械强度较差和响应速度较慢的缺点;另一部分是利用蛋白质泡沫作为模板,旨在对生物大分子进行充分利用,构筑环境友好型气凝胶材料。本论文利用传统的胶体与界面化学研究方法及表征技术,结合高分子合成及性质的基本原理,揭示凝胶材料的构筑机理,研究结果有助于推动凝胶材料可设计性及可分析性的进一步研究与发展。论文主要由以下几个部分构成:第一章,绪论,主要介绍了凝胶和泡沫等材料所涉及到的基本概念、种类及应用,并对高强度水凝胶、温敏性水凝胶和生物基气凝胶进行了详细的论述,瞄准当前研究的前沿,引出本论文的选题依据和研究目的。第二章,构筑了强度和温敏性可调的双交联水凝胶。将1-乙烯基咪唑和N-异丙基丙烯酰胺共聚物形成的凝胶,与四种第一过渡系金属离子进行配位,利用金属离子和咪唑之间的可逆配位作用,增强了水凝胶的机械性能... 

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

【文章页数】：99 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 凝胶概述
        1.1.1 凝胶的定义
        1.1.2 凝胶的分类
            1.1.2.1 水凝胶
            1.1.2.2 气凝胶
    1.2 高分子水凝胶
        1.2.1 高强度水凝胶
            1.2.1.1 配位水凝胶
            1.2.1.2 双网络水凝胶
            1.2.1.3 纳米复合水凝胶
        1.2.2 温敏性水凝胶
            1.2.2.1 具有低临界共溶温度的水凝胶
            1.2.2.2 具有高临界共溶温度的水凝胶
            1.2.2.3 温敏性水凝胶的应用
    1.3 生物基气凝胶
        1.3.1 生物基气凝胶的分类及应用
        1.3.2 生物基气凝胶的制备
        1.3.3 泡沫模板法制备多孔材料
            1.3.3.1 化学起泡法与物理起泡法
            1.3.3.2 限制泡沫模板法的主要因素
    1.4 本论文主要研究内容、目的及意义
    参考文献
第二章 强度和温敏性可调的双交联水凝胶
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验试剂
        2.2.2 N-异丙基丙烯酰胺（NIPAM）的提纯
        2.2.3 水凝胶的合成
        2.2.4 水凝胶的红外表征
        2.2.5 水凝胶的形貌观察
        2.2.6 水凝胶平衡含水量的测定
        2.2.7 水凝胶机械性能的测定
        2.2.8 水凝胶中金属离子含量的测定
        2.2.9 水凝胶低临界共溶温度（LCST）的测定
        2.2.10 水凝胶导电性的测定
    2.3 结果与分析
        2.3.1 水凝胶的制备
        2.3.2 水凝胶基本理化性质的表征
        2.3.3 水凝胶的机械性能
        2.3.4 水凝胶的温敏性
        2.3.5 水凝胶作为双响应警报器件的应用
    2.4 本章小结
    参考文献
第三章 泡沫模板法制备生物基多级孔气凝胶
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验试剂
        3.2.2 气凝胶合成条件的优化
        3.2.3 硅烷化气凝胶的合成条件
        3.2.4 泡沫尺寸和均匀度的测量
        3.2.5 流变性能的测试
        3.2.6 气凝胶的红外表征
        3.2.7 气凝胶的XPS表征
        3.2.8 气凝胶表面的元素分析
        3.2.9 气凝胶的形貌观察
        3.2.10 气凝胶热稳定性的测定
        3.2.11 气凝胶密度的测定
        3.2.12 气凝胶孔隙率的测定
        3.2.13 气凝胶机械性能的测定
        3.2.14 气凝胶接触角的测定
        3.2.15 气凝胶油水分离及吸油能力的测定
    3.3 结果与分析
        3.3.1 气凝胶的制备
        3.3.2 泡沫及泡沫凝胶的流变性能
        3.3.3 气凝胶基本理化性质的表征
        3.3.4 气凝胶的表面硅烷化疏水改性
        3.3.5 硅烷化泡沫及泡沫凝胶的流变性能
        3.3.6 硅烷化气凝胶基本理化性质的表征
        3.3.7 气凝胶的油水分离及吸油能力
    3.4 本章小结
    参考文献
论文的创新点及不足
致谢
攻读硕士学位期间发表论文及获奖情况
学位论文评阅及答辩情况表



本文编号：3150989