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SEDS工艺制备丝素纳米颗粒及其表征

发布时间:2019-08-16 14:11
【摘要】:以丝素蛋白为原料,以六氟异丙醇为溶剂,采用超临界流体强制分散溶液(SEDS)工艺制备了丝素纳米颗粒。单因素实验考察了压力、溶液浓度、溶液流速和CO2流速等因素对丝素纳米颗粒平均粒径分布的影响,并通过Zeta电位、HS-GC、FTIR、XRD和DSC等技术手段对制备的丝素纳米颗粒进行了表征。动态激光光散射仪检测结果表明:随压力、溶液浓度和流速的增大,丝素纳米颗粒平均粒径增大;随CO2流速的增大,丝素纳米颗粒平均粒径减小,最小达到298nm。丝素纳米颗粒Zeta电位为-39mV。HS-GC表明丝素纳米颗粒有机溶剂残留量为20μg/L。FTIR表明经SEDS工艺处理后丝素化学结构和官能团不会发生变化。XRD和DSC显示经SEDS工艺处理后丝素内部分子结构发生重排,由无规则卷曲向β折叠转换。
【图文】:

示意图,工艺装置,示意图,丝素


夥烦啬冢嗤馐匝夥返?Zeta电位。2.4有机溶剂残留测试称取500mg丝素纳米粒,用顶空-气相色谱仪检测丝素纳米颗粒中六氟异丙醇的残余量。测试条件如下。色谱柱为DB-624毛细管柱;进样口210℃;检测器(FID)温度250℃。柱温:程序升温,初始40℃,保持7min,以30℃/min升至180℃,保持3min;载气为氮气99.999%;流速1.0mL/min;分流模式为分流比10∶1。顶空进样器加热参数:加热温度为85℃,加热时间为30min。2.5结构表征采用KBr压片法,在波数4000~400cm1范围内采用傅里叶红外光谱仪检测样品的特征官能团;图1SEDS工艺装置示意图

纳米粒,丝素,条件


·1508·化工进展2014年第33卷取适量样品在玻璃板上铺平,以Cu-Kα作为放射源,X射线衍射仪在10°~35°扫描样品;差示扫描量热仪测试温度为30~300℃,升温速率10℃/min,空气气氛,气体流量20μL/min,载气为氩气。3结果与讨论3.1单因素实验3.1.1压力的影响在丝素溶液浓度5g/L、溶液流速1.0mL/min、CO2流速500L/h的条件下,考察结晶釜内不同压力下纳米颗粒的粒径分布和形貌,结果如表1和图2所示。从表1可知,随着压力增大,丝素纳米颗粒平均粒径增大;而图2显示粒径尺寸变化不明显,且表1不同压力条件制备的纳米粒平均粒径压力/MPa平均粒径/nmPDI①10.0325.0±4.80.18912.0500.3±37.00.25714.0744.3±78.50.278①PDI为纳米颗粒的多分散指数。出现颗粒的黏结。一方面,随着压力增大,釜内CO2密度增大,有机溶剂在SC-CO2中的扩散系数增大,有机溶剂进入SC-CO2中的速度加快[20],溶剂对溶质的溶解力降低[21],,有利于结晶颗粒成核,从而形成较小的纳米颗粒;另一方面,随着压力增大,溶剂/非溶剂之间的密度差在降低,传质推动力降低,使得传质时间变长,颗粒发生相互黏结,颗粒实际尺寸增大[22]。3.1.2溶液浓度的影响在结晶釜内压力10MPa、溶液流速1.0mL/min、CO2流速500L/h条件下,考察了不同丝素溶液浓度下纳米颗粒的粒径分布和形貌,结果如表2和图3所示。从表2和图3可知,随着丝素溶液浓度的增大,纳米颗粒平均粒径增大。随着溶液浓度增大,丝素表2不同浓度条件制备的纳米粒平均粒径浓度/g·L1平均粒径/nmPDI5325.0±4.80.18910378.6±22.50.23915494.7±11.80.273(a)p=10MPa(b)p=12MPa(c)p=14MPa图2不同压力条件制备的丝素纳米粒(a)5g/L(b)10g/L(c)15g/L图3?
【作者单位】: 华侨大学化工学院;华侨大学生物材料与组织工程研究所;
【基金】:国家自然科学基金(31170939、81171471、51103049) 福建省科技计划(2013Y2002)项目
【分类号】:R318.08

【参考文献】

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【共引文献】

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7 王

本文编号:2527488


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