天然埃洛石纳米管改性及海洋药物负载研究

发布时间：2020-04-17 18:40

【摘要】：埃洛石纳米管(HNTs)是一种天然形成的粘土类硅铝酸盐,具有纳米中空管状结构、比表面高等优点,因此其管腔可用于负载客体分子。埃洛石内表面化学活性较低,因此客体分子与内表面亲和力较弱。本文以天然埃洛石为原料,以油酸钠、两性离子表面活性剂等为改性物质,制备了埃洛石/空心铁单质纳米复合材料和负载槲皮素的埃洛石纳米管复合抗氧化剂,并研究了复合材料的电磁损耗性能和复合抗氧化剂的药物释放性能。埃洛石/空心铁单质纳米复合材料是一种具有磁回收性能的催化材料。TEM等分析证明空心铁单质主要负载于埃洛石管外。由于还原过程氧原子的缺失使得颗粒中心形成了空心,颗粒大小约25-35 nm,颗粒空心直径约12-20nm。陈化时间对复合材料的电磁损耗影响较大。随着陈化时间的延长,中空铁纳米粒子的比例下降,固体纳米粒子的比例增加。中空铁纳米粒子的残余磁化强度和矫顽力显着高于固体粒子,因此表现出更高的微波吸收性能。最大RL值和RL小于-5 dB时的带宽分别达到了-10.5 dB和2.4 GHz。然而,与传统的电磁波吸收剂相比,所制备的纳米复合材料的微波吸收性能相对较低。纳米复合材料外表面带负电,具有磁选分离、催化降解能力,以及大吸附量等优点。因此,在海洋有机废水和重金属离子的处理中具有潜在的应用前景。海洋药物在海洋环境的治理中也起到了至关重要的作用。埃洛石内腔可作为海洋药物分子的载体。表面活性剂改性的埃洛石在不经真空循环操作的情况下,可成功克服纳米管的毛细阻力,吸附槲皮素分子到埃洛石管腔。改性后的埃洛石内外表面均可吸附槲皮素分子,充分利用了埃洛石大的比表面积,提高了活性客体分子的附着位点。药物释放实验证明,月桂酰胺丙基甜菜碱改性的埃洛石药物载体可达到控制释放的要求,释放周期为480 h,释放曲线可用一级动力学方程拟合,完全克服了药物初期迅速释放的缺点。同时,改性埃洛石制备过程陈化温度的升高可有效促进有机试剂与埃洛石表面的接枝反应,提高药物分子与埃洛石表面的亲和力,有利于药物载体中槲皮素释放性能的优化。对比已有研究可知,制备的埃洛石/空心铁单质纳米复合材料是一种性能优异的磁性吸附剂,制备过程简单、原料丰富、无生物毒性,可重复用于海洋环境中重金属离子和有机污染物的治理。制备的复合药物载体对药物分子具有优异的吸附活性,药物分子释放周期是普通药物载体的20倍,价廉易得,可有效用于海洋藻类污染的治理。两种复合材料扩大了埃洛石在海洋污染治理中的应用前景。
【图文】：

示意图,埃洛石,晶体结构,图像

图１－１邋（ａ）埃洛石－１０人晶体结构，（ｂ）埃洛石管状结构示意图，（ｃ－ｄ）埃洛逡逑石ＴＥＭ和ＡＦＭ图像［｜刀逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋（ａ）邋ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ｏｆ邋Ｈａｌ－（１０邋Ａ），，邋（ｂ）邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ｏｆ逡逑Ｈａｌ邋ｐａｒｔｉｃｌｅ，邋（ｃ－ｆ）邋ＴＥＭ邋ａｎｄ邋ＡＦＭ邋ｉｍａｇｅｓ邋ｏｆ邋ＨＮＴｓ逡逑埃珞石在世界范围内广泛存在，储量丰富、开采容易、价格低廉。在澳大利逡逑亚、美国、中国、新西兰、墨西哥和巴西均发现了大量的埃洛石矿床。作为结晶逡逑良好的无机纳米管矿物，其生物相容性较好，无毒无害，具有广泛的应用价值。逡逑然而，埃洛石的总产量远远低于高岭土。自然形成的埃洛石矿中常含有杂质相，逡逑并且在不同的矿床中其形态和孔隙度差异较大。一般来说，埃洛石纳米管的长逡逑度从亚微米到几微米不等，有时管长甚至超过３０邋ｎｍ［１６］；纳米管外径约为３０－１９０逡逑ｎｍ，内径约为邋１０－１００邋ｎｍ［１７］。逡逑纳米科学和纳米技术的迅速发展，促使人们对自然形成的纳米结构的兴趣日逡逑

埃洛石,逐层,电势,装载空间

可作为需控释的客体分子的装载空间。Ｖｅｅｒａｂａｄｒａｎ等［３７］通过逐层组装的方法在逡逑预加载的埃洛石表面形成多层封装的核壳结构，用以控制释放地塞米松药物。如逡逑图１－２所示，通过交替吸附聚阳离子和聚阴离子在埃洛石外表面，连续的聚阳离逡逑８逡逑
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R915;TB383.1

【参考文献】