自组装两亲性粒子在气-液界面上的吸附行为研究

发布时间：2017-06-10 20:02

  本文关键词：自组装两亲性粒子在气-液界面上的吸附行为研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文研究了两种两亲性自组装粒子在气-液界面上的相互作用以及界面吸附行为。一种为由表面活性剂和聚合物自组装形成的两亲性纳米粒子：另一种为细菌与壳聚糖组装形成的具有疏水特性的细菌粒子。对两亲性粒子进行理化性质表征后,界面吸附行为的研究方法主要包括LB膜分析法和界面扩张流变方法。表面活性剂/聚合物两亲性纳米粒子是基于阳离子型表面活性剂烷基三甲基溴化铵DTAB/TTAB与聚4-苯乙烯磺酸钠(PSS)之间的静电吸引作用按一定比例混合形成的。研究结果表明,该两亲性纳米粒子能够吸附在气-液界面并形成单分子膜,溶液表面张力急剧下降。表面压随时间的变化表明气-液界面上两亲性纳米粒子是不稳定的,能进一步发生解离和重排,界面效应诱导两亲性粒子自解离形成表面活性剂/聚合物的复合物分子。归纳如下：(1)由DTAB/PSS形成的两亲性纳米粒子带负电,由TTAB/PSS形成的两亲性粒子带正电；表面压随时间的变化表明了界面上的自组装粒子发生了自解离的动力学过程,并且PSS促进了两亲性纳米粒子在界面上的解离。(2)在小幅低频振荡法中,扩张粘度出现峰值的原因是由于两亲性纳米粒子在界面上的发生了解离和重排,形成了聚电解质/表面活性剂复合膜,引起了更多的粘性行为；表面活性剂的疏水碳链越长,各组分间相互作用越小,扩张模量越小。本文研究的另一体系为疏水型细菌粒子LSH-5和细菌S-1/壳聚糖自组装复合物在气-液界面上的吸附行为。细菌S-1/壳聚糖自组装复合物的形成主要是基于二者之间的静电相互作用。归纳如下：(3)TEM图可以看出,S-1细菌与壳聚糖能相互作用形成网状结构；在一定的表面压下,壳聚糖与细菌S-1自组装形成的复合细菌粒子在气-液界面上的Langmuir槽单分子膜能稳定存在,不发生自解离的过程；相反地,疏水型细菌粒子LSH-5在气-液界面上不能稳定存在,会自发地从一个不稳定的非平衡状态向一个稳定的平衡态转变,使得体相里的细菌不断地吸附在界面上,直至界面达到饱和状态。(4)随着壳聚糖浓度的增大、醋酸浓度的增大、细菌浓度的增大、下相中离子(电荷)总数越大及下相盐度的增大,疏水型细菌粒子弹性模量和粘性模量都随之增大。
【关键词】：自组装 两亲性粒子 LB膜 界面扩张流变 自解离 疏水型细菌
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：O647.3
【目录】：

• 摘要5-7
• abstract7-11
• 1. 研究背景11-17
• 1.1 固体粒子在气-液界面上的吸附11
• 1.2 自组装的两亲性颗粒在气-液界面上的吸附11-13
• 1.3 研究气-液界面吸附的方法13-15
• 1.4 本论文的研究内容15-17
• 1.4.1 研究内容15-16
• 1.4.2 论文的实验技术路线框图16-17
• 2. 表面活性剂/聚合物形成的两亲性粒子在气-液界面上的吸附行为的研究17-35
• 2.1 实验仪器和材料17
• 2.1.1 实验仪器17
• 2.1.2 实验材料17
• 2.2 实验方法17-19
• 2.2.1 两亲性粒子的合成17-18
• 2.2.2 动态光散射法(DLS)18
• 2.2.3 表面张力18
• 2.2.4 透射电镜法(TEM)18
• 2.2.5 紫外分光光度计法(UV-vis)18-19
• 2.2.6 Langmuir单层膜性质研究19
• 2.2.7 界面扩张粘弹性法19
• 2.3 结果与讨论19-34
• 2.3.1 两亲性粒子的尺寸和ζ电位分析19-20
• 2.3.2 两亲性粒子的TEM图分析20
• 2.3.3 两亲性粒子的表面张力20-23
• 2.3.4 两亲性粒子在气-液界面上的π-A曲线分析23-28
• 2.3.5 两亲性粒子在气-液界面上扩张粘弹性曲线分析28-34
• 2.4 本章小结34-35
• 3. 疏水型细菌粒子在气-液界面上的吸附行为的研究35-64
• 3.1 实验仪器及材料35-36
• 3.1.1 实验仪器35
• 3.1.2 实验材料35-36
• 3.2 实验方法36-38
• 3.2.1 细菌的培养36-37
• 3.2.2 细菌的改性37
• 3.2.3 透射电镜法(TEM)37
• 3.2.4 Langmuir单层膜性质研究37-38
• 3.2.5 扩张粘弹性法38
• 3.3 结果与讨论38-62
• 3.3.1 细菌粒子的形貌分析38-39
• 3.3.2 细菌粒子的Langmuir单层膜在气-液界面上的吸附行为研究39-48
• 3.3.2.1 酸度对壳聚糖改性S-1细菌π-A曲线的影响39-40
• 3.3.2.2 壳聚糖浓度对壳聚糖改性S-1细菌n-A曲线的影响40-41
• 3.3.2.3 S-1细菌浓度对壳聚糖改性S-1细菌π-A曲线的影响41-42
• 3.3.2.4 下相盐度对壳聚糖改性S-1细菌π-A曲线的影响42-43
• 3.3.2.5 不同种类下相对壳聚糖改性S-1细菌π-A曲线的影响43-44
• 3.3.2.6 壳聚糖改性S-1细菌粒子膜的动态稳定性44-46
• 3.3.2.7 疏水型LSH-5细菌的π-A曲线分析46-47
• 3.3.2.8 不同下相时LSH-5细菌粒子膜的动态稳定性47-48
• 3.3.3 疏水型细菌粒子在气-液界面上的扩张粘弹性分析48-62
• 3.3.3.1 壳聚糖浓度对壳聚糖改性S-1细菌的扩张粘弹性影响48-50
• 3.3.3.2 醋酸浓度对壳聚糖改性S-1细菌的扩张粘弹性影响50-52
• 3.3.3.3 细菌浓度对壳聚糖改性S-1细菌的扩张粘弹性影响52-54
• 3.3.3.4 不同种类下相对壳聚糖改性S-1细菌的扩张粘弹性影响54-56
• 3.3.3.5 下相盐度对壳聚糖改性S-1细菌的扩张粘弹性影响56-58
• 3.3.3.6 细菌浓度对LSH-5的扩张粘弹性影响58-60
• 3.3.3.7 不同种类下相对LSH-5细菌的扩张粘弹性影响60-62
• 3.4 本章小结62-64
• 4. 结论64-66
• 4.1 论文的主要结论64-65
• 4.2 论文的创新和特色65-66
• 参考文献66-72
• 致谢72-73
• 附录：个人简历及硕士期间发表的学术论文73

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 祝仰文;宋新旺;罗澜;张路;赵濉;俞稼镛;;驱油体系化学剂间相互作用对界面吸附膜的影响[J];高等学校化学学报;2010年12期

2 冯先华,董爱娥;表面活性剂与聚合物的相互作用[J];日用化学工业;2002年03期

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本文编号：439677