安全福[1]2001年在《磁性高分子微球和MCS树脂的合成与性能表征》文中进行了进一步梳理一、利用沉淀法制备了粒径在10～50nm之间的Fe_3O_4磁性粒子，考察了分散剂用量对粒子粒径的影响。所得的磁性粒子用聚乙二醇处理，改善了Fe_3O_4磁性粒子与有机单体的亲和性。以水、乙醇为介质，以聚乙二醇为分散剂，以过硫酸钾为引发剂，以聚乙二醇处理的Fe_3O_4为种子制备出苯乙烯与丙烯酸甲酯共聚磁性微球。改变合成条件，可以得到粒径为5～150μm、粒径分散系数在0.1～0.3、磁化率在10~(-3)cm~3/g数量级、内含磁核、磁响应性较强的磁性微球。通过切片法，用扫描电子显微镜（SEM）观察了磁性微球的内部形态和Fe_3O_4在微球内的分布情况；利用傅立叶变换红外光谱表征了磁性微球的结构；分别用原子吸收光谱和磁天平测定了磁性微球中Fe_3O_4的含量及微球的质量磁化率。 把磁性微球进行胺化，得到了表面含有氨基的微球。研究了磁性微球和胺化微球对苯酚的吸附情况，考察了吸附时间、苯酚浓度、微球粒径等因素对吸附量的影响。结果表明，磁性微球和胺化微球对苯酚有明显的吸附作用，且吸附量随着吸附时间的延长而增加，随着苯酚溶液浓度的增大而增加。用扫描电子显微镜结合X-射线能谱仪、傅立叶变换红外光谱对胺化微球进行了表征。 二，用乳液聚合法合成了苯乙烯（St），甲基丙烯酸甲酯（MMA）二元共聚物（PMS），并利用α-甲基苯乙烯（α-MSt）和丙烯酸乙酯（EA）作为改性单体代替部分苯乙烯合成了叁元共聚物。用凝胶渗透色谱（GPC）测定了聚合物的分子量及其分布，利用热分析仪测定了聚合物的玻璃转化温度及分解温度，结果表明二元共聚物的玻璃化温度随St质量分数的增加成曲线变化，在MMA占50％时玻璃化温度达到最高值；α-MSt的加入使玻璃化温度升高，EA的加入使玻璃化温度降低。用扭辫分析仪（TBA）和扫描电子显微镜（SEM）研究了共聚物与氯化聚乙烯（CPE）的相容性，结果说明含有α-MSt和EA的共聚物与CPE有较好的相容性。用悬浮聚合法合成了接枝型MCS树脂，讨论了合成条件对接枝效率的影响，接枝效率随CPE含量增加而增加。研究了树脂力学性能、流变性、形态与树脂中CPE含量的关系。
周利民[2]2007年在《磁性壳聚糖改性以及对金属离子的吸附特性研究》文中研究表明磁性壳聚糖对金属离子有良好的吸附性能,适于大规模吸附,传质速率快,易于分离和改性。本课题考察了氨基化、硫基化及羧甲基化改性磁性壳聚糖对不同金属离子的吸附特性。从磁性吸附、模板吸附、纳米吸附和多组分吸附等多层次研究了改性磁性壳聚糖对金属离子的吸附特性。利用反相交联法制备磁性壳聚糖微球,并经硫脲改性(TMCS)和乙二胺改性(EMCS)。利用XRD、FTIR、TGA等对吸附剂进行了表征。考察了TMCS对Hg~(2+)、Cu~(2+)、Ni~(2+)和EMCS Hg~(2+)对UO2~(2+)的吸附特性,考察了不同因素如接触时间、温度、pH值、金属离子初始浓度和搅拌速率的影响,以及进液流率、床层高度对Hg~(2+),Cu~(2+)和Ni~(2+)穿透曲线的影响。利用铜模板交联乙二胺改性壳聚糖磁性微球用于吸附水溶液中的Cu~(2+),考察了不同温度下Cu~(2+)吸附平衡、吸附动力学、吸附热力学以及pH、离子强度以及共存离子(如Ni~(2+), Zn~(2+), Cd~(2+), Pb~(2+))对Cu-EMCS吸附Cu~(2+)的影响。利用表面接枝法制备磁性羧甲基化壳聚糖纳米粒子(Fe3O4/CMC),利用TEM、XRD以及FTIR等进行表征,考察了它对Pd~(2+)和Pt~(2+)的单组分吸附和双组分吸附特性。TMCS对Hg~(2+),Cu~(2+)和Ni~(2+)吸附动力学符合拟二级反应动力学模型。最大吸附容量(mg/g)分别为:Hg~(2+)625.2; Cu~(2+)66.7; Ni~+15.3。随进液流率增大或床层高度下降,Hg~(2+),Cu~(2+)和Ni~(2+)穿透曲线变陡,且穿透点前移。临界床层高度Z_0(cm)分别为:Hg~(2+) 2.35;Cu~(2+) 3.41;Ni~(2+) 2.27。EMCS对Hg~(2+)和UO_2~(2+)的吸附动力学也符合拟二级反应动力学模型。pH<3时可选择性分离Hg~(2+)和UO_2~(2+)。饱和吸附容量qm(mmol/g)为:Hg~(2+)2.14、UO2~(2+)1.50。Cu-EMCS对Cu~(2+)的吸附容量随温度升高而下降。用Avrami动力学等式能很好地拟合Cu~(2+)吸附动力学数据,Cu~(2+)吸附可分为1至2段动力学区域。与非模板磁性壳聚糖树脂相比,Cu-EMCS对Cu~(2+)的吸附选择性明显提高。FTIR表明Cu-EMCS对Cu~(2+)的吸附机理以主链-NH2基和-OH基络合Cu~(2+)为主。Fe3O4/CMC对Pd和Pt的单组分吸附符合Langmuir模型和R-P模型,对Pd的亲和性优于Pt,最大吸附容量分别(mg/g)为:Pd 263.18;Pt 222.22;双组分吸附符合Langmuir多组分吸附模型。Pd和Pt之间存在竞争吸附。用0.5mol. L~(-1)硫脲脱附,脱附率较高(>75%),但用5mol. L~(-1)氨水对Pd的脱附选择性较好。
伍佳[3]2007年在《壳聚糖基磁性复合材料的制备与应用》文中提出为了赋予生物可降解的壳聚糖磁响应性，论文以可生物降解的壳聚糖为基质，四氧化叁铁为磁性提供体，采用共混法制备了壳聚糖基磁性多孔材料，系统研究磁性壳聚糖对甲基橙的吸附作用与吸附动力学；采用原位复合法制备出了叁维磁性壳聚糖复合棒材，并研究其组成与力学性能之间的规律。1．壳聚糖基磁性多孔微球和多孔薄膜采用模板浸取法制备多孔材料。将壳聚糖、四氧化叁铁和硅胶叁组分共混，通过高压静电法制得微球，利用热的NaOH溶液溶出硅胶得到磁性多孔壳聚糖微球。采用XRD、FT-IR、TG、SEM、OM、UV-vis等测试手段对微球组成、形貌、热学性能等进行表征。SEM和OM测试结果显示微球直径在0.6mm左右，孔洞分布均匀，孔径约为50μm；采用UV-vis研究了微球对甲基橙的吸附动力学和热力学，以及吸附剂用量、溶液浓度、温度和pH值等的影响，并对吸附机理进行了初步探讨。该微球对酸性偶氮染料甲基橙具有较好的吸附性能，当pH=6.25时，吸附量为230.1 mg·g~(-1)，吸附率为94.56％；当pH=4.52时，最高吸附量达到405.5mg·g~(-1)。吸附过程表现为单层吸附和多层吸附相结合的复杂的过程。采用与微球的制备相同的前驱液，流延法制备复合薄膜，热的NaOH溶液溶出硅胶致孔，得到孔隙率大于45％磁性多孔壳聚糖薄膜，该多孔膜材料对酸性偶氮染料甲基橙具有较好的吸附性能，pH=6.25环境中，吸附量达到185.7mg·g~(-1)，吸附率为96.33％。2．壳聚糖基磁性叁维材料原位复合法以壳聚糖为模板，在NaOH凝固液中沉析壳聚糖的同时生成四氧化叁铁，最终得到磁性壳聚糖叁维棒材。XRD结果表明四氧化叁铁的生成；SEM结果表明复合材料微观层状结构；TEM照片证实四氧化叁铁粒径在15nm左右，并且分布均匀；磁性能测试证明棒材具有超顺磁性，在理论上满足磁性生物材料对磁性的要求；四氧化叁铁／壳聚糖复合材料的弯曲强度达到98.8MPa，相比纯壳聚糖棒材没有下降。在原位复合法制备二组分复合材料的基础上，制得四氧化叁铁／羟基磷灰石／壳聚糖叁组分的纳米复合材料。对力学性能这个关键性能的测定得出，当四氧化叁铁／羟基磷灰石／壳聚糖质量比为7.5／7.5／85时棒材的力学性能最好，达到118.5MPa，较纯壳聚糖有了明显的提高。且该复合材料不仅具有羟基磷灰石的骨组织诱导性和引导性，而且具有超顺磁性，为复合材料具备刺激组织修复功能提供了可能。
李黎[4]2008年在《磁性微球用于乳糖酶的固定化研究》文中研究表明磁性高分子微球是最近发展起来的一种新型功能高分子材料，它是有机—无机纳米复合粒子，具有磁性，在外加磁场作用下很容易进行分离和磁性导向，现作为酶、细胞、药物等的载体被广泛地应用到了生物工程、细胞学和生物医学等领域。将壳聚糖和磁性纳米粒子结合制备磁性壳聚糖微球，具有重要的学术意义和应用价值。磁性壳聚糖微球因其表面具有与生物活性物质反应的活性羟基和氨基，可被广泛用于生物活性物质的载体，同时又因其具有磁性，在外加磁场作用下能快速分离，使原来昂贵、低效的分离技术变得低廉、高效。本文选用壳聚糖制备的磁性微球作为固定化乳糖酶的载体材料。固定化的乳糖酶可以重复回收使用，既节约酶的消耗量，又为自动化生产管理提供了便利的条件。本论文主要包括以下叁个方面的内容：以氯化亚铁、氯化铁、氢氧化钠为主要原料，采用化学共沉淀法合成了Fe_3O_4磁性粒子，并对Fe_3O_4粒子的平均粒径、分散稳定性、相对磁性大小进行了测试与表征。用正交设计法优化了Fe_3O_4微粒的合成工艺条件，得到制备Fe_3O_4粒子的最佳实验条件为Fe~(2+)／Fe~(3+)的物质的量之比为2：1、共沉淀时的pH值为11、熟化温度为90℃、表面活性剂(PEG)的用量为40ml，此时制得的Fe_3O_4粒子粒径最小，为78nm，Fe_3O_4溶液的分散稳定性最好，相对磁性最强。从Fe_3O_4的扫描电镜图可以看出，Fe_3O_4微粒晶体颗粒为纳米级。以Fe_3O_4磁性粒子为内核，液体石蜡为分散介质，Span-80为乳化剂，戊二醛为交联剂，采用反相悬浮交联法制备磁性壳聚糖微球(M-CS)，探讨了交联时间、反应温度、壳聚糖浓度、Fe_3O_4／CS质量比、戊二醛用量、分散介质用量等因素对磁性壳聚糖微球性能的影响，并对其形态、粒径、分散性、磁响应性进行了初步表征。磁性壳聚糖微球在外加磁场下具有强磁性能，在自然状态下具有良好的悬浮稳定性。壳聚糖与Fe_3O_4纳米粒子形成的复合微粒呈球状，纳米粒子被包裹在微球内，为核壳结构，且微球表面较平滑，单分散性好。制备的M-CS粒径介于1μm～15μm之间，该粒径利于微球在反应体系中分散和磁分离。将磁性壳聚糖微球(M-CS)用于乳糖酶的固定化。考虑加酶量、磁性微球本身的性质、缓冲液的pH值、固定化时间对固定化效果的影响，确定了最佳固定化条件。与游离酶相比，固定化酶有更宽的pH适用范围；游离酶的最佳催化温度为40℃，固定化酶最佳催化温度为45℃，比游离酶提高了5℃，固定化后的乳糖酶的温度耐受性有所提高；固定化后的乳糖酶的米氏常数比游离酶下降，说明乳糖酶在固定化后其结合底物的能力有所增强；固定化酶反复使用5次后，酶活仍保持了65％以上；乳糖酶被固定化后，其贮存稳定性也有所提高。
覃晓[5]2014年在《磁性壳聚糖微球的制备及其对血管紧张素转化酶抑制肽的吸附研究》文中研究指明血管紧张素转化酶抑制肽是可以通过抑制血管紧张素转换酶活性而达到降血压的作用的功能性活性肽。天然产物中直接酶解提取分离纯化血管紧张素转化酶抑制肽是一个十分繁琐耗时的过程。本文中,以化学性能良好的磁性壳聚糖微球作为亲和吸附载体,固定化铜离子作为亲和配基,以α-乳清蛋白水解体系中的血管紧张素转化酶抑制肽缬氨酰-丝氨酰-亮氨酰-脯氨酰-谷氨酰-色氨酸(VSLPEW)为模型分子,研究了叁种不同粒径的固定化磁性壳聚糖微球亲和介质对VSLPEW分子的亲和吸附效果,为血管紧张素转化酶抑制肽的分离纯化技术提供了一定的理论依据。采用乳化交联法制备了小(纳米级S型)、中(微米级M型)和大(微米级L型)叁种粒径的磁性壳聚糖微球,并确定S型-磁性壳聚糖微球的最优制备工艺条件为：壳聚糖与四氧化叁铁纳米颗粒质量比为1：1.5,戊二醛用量为1mL,搅拌速率为S00r·min-1,反应时间为4h。经过粒径分析可以得出,S型-磁性壳聚糖微球的平均粒径为283nm,M型-磁性壳聚糖微球的平均粒径为1.3μm,L型-磁性壳聚糖微球的平均粒径为15μm。对叁种磁性壳聚糖的形貌和性能进行了表征,发现叁种磁性壳聚糖微球均呈超顺磁性,磁响应性良好,Fe304含量分别为39.8%,29.6%,40.6%,磁饱和强度分别为31.35emu·g-1,25.50emu·g-1,42.06emu·g-1。为确定S型-磁性壳聚糖微球经环氧氯丙烷活化后表面的环氧基密度,考察了不同的活化条件的影响,并在此条件下对叁种不同粒径的磁性壳聚糖微球进行表面活化,最终确定最优活化条件为：活化温度为40℃,环氧氯丙烷体积分数为50%,活化时间为4h,NaOH溶液浓度为0.5mol·L-1。此时,叁种磁性壳聚糖微球表面环氧基密度分别为251.51μmol·g-1,275.83μmol·g-,294.53μmol·g-1。使用亚氨基二乙酸(IDA)修饰环氧基活化后的磁性壳聚糖微球,考察不同因素对了S型-磁性壳聚糖微球表面螯合金属离子配基密度的影响,得到最优工艺条件如下：IDA加入量为0.1g,反应时间为8h,反应温度为40℃。在此最优工艺条件下,叁种磁性壳聚糖微球表面Cu2+配基密度可达211.03μmol·g-1.236.63μmol·g-1和271.51μmol·g-1。以乳源中发现的ACE抑制肽VSLPEW为模型分子,考察了叁种固定化铜离子磁性壳聚糖微球亲和介质对的亲和吸附效果,优化了磁性亲和介质对VSLPEW的亲和吸附条件,结果如下：VSLPEW的初始浓度为2.0mg·mL-1,吸附时间为40min,吸附温度为30℃,缓冲液pH值为7.5,在此条件下叁种磁性亲和介质对VSLPEW的吸附量分别可达36.38mg·g-1,51.28mg·g-1,58.56mg·g-1。同时还研究了磁性亲和介质对VSLPEW的吸附模型。结果表明：VSLPEW在磁性亲和介质上的吸附行为符合Langmuir模型描述；磁性亲和介质对VSLPEW的吸附动力学性能符合伪二级动力学模型。最后,考察了L型-磁性壳聚糖微球亲和介质在牛血清白蛋白(BSA)与VSLPEW混合体系中对VSLPEW的吸附效果,结果表明,BSA与VSLPEW的混合体系中磁性亲和介质对VSLPEW、分子的吸附效果受到杂质大分子的干扰,对模型分子吸附量随其浓度降低而降低,说明在实际应用中应考虑到杂质分子对固定化亲和介质的干扰作用。
朱海霞[6]2008年在《磁性高分子微球的合成及其特性研究》文中进行了进一步梳理磁性高分子微球是指通过适当方法使有机高分子与无机磁性物质结合起来形成的具有一定磁性及特殊结构的微球。因磁性高分子微球同时兼具高分子微球的众多特性和磁响应性,不但能通过共聚及表面改性等方法赋予其表面功能基,还能在外加磁场作用下方便迅速地分离,因此自70年代以来,磁性高分子微球作为一种新型的功能材料,在磁性材料、生物医学、细胞学和生物工程、分离工程,以及隐身技术、化妆品等诸多领域获得了一定程度的应用,并显示出广泛的应用前景。本文的一个研究重点是采用微乳液法和共沉淀法制备纳米四氧化叁铁微粒,通过透射电子显微镜(TEM)等测试表明,采用微乳液法制备的磁性微粒单分散好,且粒径小于10nm,但是微粒结晶性差,磁响应性较弱。采用共沉淀法制备的磁性微粒粒径大小较稳定、比较容易控制在一定范围内,而且磁响应性强。制备核壳型高分子微球材料的一个主要难点就是纳米四氧化叁铁在有机单体中的均匀分散。我们在总结国内外有关纳米四氧化叁铁和高分子磁性微球的研究成果的基础上,采用油酸的乙醇溶液作为表面改性剂,使四氧化叁铁从亲水性改为亲油性。但是油酸的用量需要严格控制才不至于引起微球互相粘连。实验结果表明,如果采用单体溶胀的磁流体效果会更好。本文的另一个重点是研究以苯乙烯(St)为共聚单体的无皂乳液聚合法制备磁性高分子微球。综合分析了超声分散、有机介质、反应温度、引发剂及磁流体中表面活性剂等因素对磁性高分子微球的影响。磁性高分子微球的粒径大小是其重要特征之一。可通过控制超声分散时间,引发剂KPS用量,有机介质含量以及控制体系中表面活性剂浓度来制备不同粒径的磁性高分子微球。实验结果证明,引发剂KPS用量的改变对磁性高分子微球粒径的影响不大,超声分散时间和有机介质含量的变化可在一定范围内改变磁性高分子微球的粒径,相比较而言,表面活性剂浓度对磁性高分子微球粒径的影响最大。磁流体中表面活性剂具有一定程度的乳化作用和稳定作用,并在小于临界胶束浓度CMC范围内,磁性高分子微球的平均粒径和表面活性剂的浓度成反比。但表面活性剂浓度的增大,使磁性高分子微球的单分散性降低。与此同时,我们尝试在无皂乳液聚合体系中加入有机介质——丙酮。研究结果表明,在有机介质加入量较小的情况下,极性较小的丙酮更有利于合成单分散性好、粒径小的磁性复合微球。但是丙酮的加入量不宜过大,超过一定值后会导致所制备磁性复合微球单分散性的降低。综合来看,采用改进了的乳液聚合法可以制备出微粒粒径分布均匀、且表面洁净、包覆率高、具有更好的综合性能的磁性高分子微球,是一种具有广阔应用前景的新方法。
王阳[7]2014年在《新型磁性纳米吸附材料的制备及其对重金属汞离子选择性吸附的研究》文中进行了进一步梳理以改性的天然高分子与磁性纳米粒子复合形成的吸附材料结合了天然高分子廉价、无毒、生物相容性好和磁性纳米材料比表面积大,易分离回收的优点。是目前吸附材料研究的热点领域。本学位论文综述了国内外在磁性纳米吸附材料上的研究进展,并设计合成了叁种新型的磁性纳米吸附材料用于对水相中剧毒重金属汞离子的吸附去除研究。本学位论文的主要研究内容如下：1.多氰基胍改性的壳聚糖磁性纳米吸附材料的制备和吸附性能研究利用具有很强螯合能力的氰基胍对壳聚糖进行功能化,使用包埋法将改性的壳聚糖包覆在磁性Fe304纳米粒子表面,同时利用氰基胍改性的交联剂对制备的吸附材料进行交联,即增加材料的稳定性,也引入了更多的氰基胍功能基,制备出了多氰基胍改性的壳聚糖磁性纳米吸附材料。采用红外、透射电镜、元素分析、XRD以及VSM等方法对所合成的磁性吸附材料进行了表征。将该吸附材料用于对水相中剧毒重金属汞离子的吸附去除研究,分别进行了溶液pH、吸附时间、离子初始浓度等因素对吸附影响的实验,也进行了吸附动力学和吸附模型的研究。选择性吸附实验结果表明,制备的新型吸附材料可以从多种金属离子混合溶液中选择性螯合汞离子。材料的良好再生性和重复使用性能也同时进行了实验验证。2.氨基硫脲改性的壳聚糖磁性纳米吸附材料的制备和吸附性能研究使用共价键结合法,将天然高分子壳聚糖与一锅法制备出的NH2-Fe3O4纳米粒子利用戊二醛进行共价结合,再用对汞离子具有很好螯合效果的氨基硫脲对其进行功能化,制备出氨基硫脲改性的壳聚糖磁性纳米吸附材料。同样使用红外、透射电镜、XRD以及VSM等方法对所合成的磁性吸附材料进行了表征。对水相中的汞离子进行吸附实验研究后,结果表明,制备出的新型吸附材料不但对汞离子有很好的吸附容量,而且对低浓度的汞离子有很强的去除能力。材料对汞离子高的选择性和良好的重复使用性同样可以出吸附实验中证明。3.氨基硫脲改性的双醛淀粉磁性纳米吸附材料的制备和吸附性能研究将新制的双醛淀粉连接在一锅法制备出的NH2-Fe3O4纳米粒子上,利用氨基硫脲对其进行功能化,成功制备出氨基硫脲改性的双醛淀粉磁性纳米吸附材料。也使用红外、透射电镜、XRD以及VSM等方法对所合成的磁性吸附材料进行了表征。该材料对水相中汞离子的吸附符合准二级动力学,表明吸附以化学吸附为主,同时符合Langmuir等温吸附模型,表明以单层吸附为主。材料对汞离子也具备着高的吸附容量和良好的选择性。
丁兆龙[8]2011年在《叁聚氰胺甲醛微球的制备及其与SiO_2复合制备空心、多孔微球》文中研究表明近年来,运用“复合技术”将有机高分子与无机粒子复合制得有机／无机复合粒子,并在此基础上应用模板法制备空心结构和多孔结构的微球材料受到了人们越来越多的关注与重视。本论文结合sol-gel法、喷雾干燥法、聚合包覆法制备了叁聚氰胺甲醛(MF)/SiO2复合材料,并进一步经由模板法制备出了具有中空或多孔结构的微球材料,并对其中某些产物做了应用性的初步研究。论文中涉及的主要工作归纳如下：(1)采用普通水浴加热、微波及超声辐射叁种不同的反应诱导方法制备了单分散的叁聚氰胺甲醛(MF)微球,对叁种反应方法所得微球的形貌及粒径大小进行了对比,发现超声辐射条件下制得的MF微球单分散性较好且表面光滑,微波辐射也能快速促使反应发生,但所得微球表面较粗糙,结合微波辐射和超声辐射的特点,对反应结果进行了分析；同时研究了预聚物浓度、pH值、分散剂、反应温度、反应时间等因素对生成的MF微球的粒径大小及其分布的影响,并对叁种反应条件下所得MF微球在盐酸中的溶解性进行了对比研究,结果表明：当所得MF微球的交联度较低时,可以溶解于pH<2.0的盐酸,因此可用作酸性条件下的药物控释载体和制备空心微球的模板。(2)以MF微球为模板,CTAB作为介孔导向剂,通过溶胶-凝胶法制备出了具有介孔结构的Si02空心微球。制得的样品粒径在1～2μm之间,并且拥有较高的比表面积,均匀的孔径和较高的孔容；通过TEM、SEM、BET等测试手段表明：样品的粒径和比表面积随着TEOS/MF配比的升高而逐渐增加,但是当配比升高到1：1以上时,样品易出现团聚。对其进行吸附测试表明,这种材料表现出了很好的吸附性能。(3)采用喷雾干燥法来制备MF/SiO2复合微球并通过煅烧除去MF得到二氧化硅空心微球。通过改变MF与Si02的配比,观察其对所形成二氧化硅空心微球的形貌和尺寸的影响,利用扫描电镜进行形貌表征,将不同合成条件下所得结果进行比对并从中找出规律,为二氧化硅空心微球的可控合成提供借鉴。(4)利用叁聚氰胺与甲醛之间的缩聚反应诱导二氧化硅溶胶聚集的方法首先制得叁聚氰胺甲醛树脂(MF)／二氧化硅复合微球,然后经过固化、高温炭化、HF酸刻蚀模板后,成功制得了具有较高比表面积(高达1350m2/g和均一孔径(25nm)的介孔炭微球材料；我们在实验中详细考察了MF与二氧化硅溶胶的配比关系对制备的介孔炭微球的结构和电化学性能的影响。对其相关电化学测试表明,这种材料表现出了很好的电容性能。
王艳[9]2014年在《聚乙烯亚胺—阴离子纤维素基吸附材料制备与性能研究》文中研究指明本论文是“十二五”国家科技计划课题资助项目“新型林木生物质化学深加工材料研究”(课题编号：2012BAD24B04)的部分内容。纤维素是一类重要的尚未高效利用的天然高分子,为了增强纤维素衍生物的吸附和分离性能,本论文依据聚两性电解质的化学结构和形成原理,在室温下以可溶性聚阴离子纤维素衍生物和可溶性的聚阳离子电解质聚乙烯亚胺原料,进行系列结构设计,使其具备聚电解质高分子的基本属性,通过包埋的方法对其进一步负载磁性,制备了六种聚乙烯亚胺-阴离子纤维素基聚两性电解质高分子吸附材料,以产率和含氮量为指标通过单因素实验优化了合成条件。采用红外光谱(FT-IR)、光电子能谱(XPS)、X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和震动样品磁强计(VSM)对吸附材料的结构、形貌和磁性能进行表征。用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)和原子吸收光谱仪(AAS)测定了其对重金属离子Cd2+, Pb2+和Cu2+的吸附性能,利用紫外分光光度法(UV)测定了其对酸性黑ATT染料的吸附性能,并研究了溶液的pH、接触时间、温度和初始浓度等因素对吸附性能的影响及解吸实验,探讨了吸附反应的动力学和热力学。本研究为纤维素资源的扩展利用提供基础数据和技术支持。具体研究内容和结果如下：以羧甲基纤维素(CMC)和聚乙烯亚胺(PEI)为原料,在常温水介质中,通过静电作用和戊二醛的交联作用,制备了聚乙烯亚胺-羧甲基纤维素(PEI-CMC)吸附材料。以产率和含氮量为指标,通过单因素试验,确定PEI-CMC较优的制备条件：当mcmc:mPEI为1：1.5,25℃,反应3h,戊二醛用量为20%时,PEI-CMC的产率83%,氮含量13%。PEI-CMC对Cd2+的吸附动力学符合拟二级反应动力学模型,吸附平衡时间为60min。PEI-CMC吸附Cd2+的Langmuir和Freundlich模型的相关系数都很高,相比较而言,Freundlich模型的拟合度更高。说明PEI-CMC吸附Cd2+既有表面的均匀吸附,也有不均匀吸附。利用静电自组装的原理,将羧甲基纤维素(CMC)组装到Fe304上得到Fe304-羧甲基纤维素(Fe3O4-CMC),再利用静电作用把PEI组装到Fe3O4-CMC上,并利用戊二醛进行交联,制备出磁性聚乙烯亚胺-羧甲基纤维素(Fe3O4-PEI-CMC)吸附材料。表征结果说明,Fe3O4-PEI-CMC表面具有氨基、羟基和羧基活性基团,粒径为10-30nm,饱和磁化强度为55.20emu/g。Fe3O4-PEI-CMC对Cd2+和酸性黑ATT染料的吸附动力学符合拟二级反应动力学模型,吸附等温数据符合Langmuir模型,最大吸附容量分别为69.44mg/g和1016.89mg/g。Fe3O4-PEI-CMC通过磁性分离用乙二胺四乙酸二钠再生叁次后仍可循环利用。以戊二醛作交联剂,采用一步合成法对羧甲基羟乙基纤维素(CMHEC)进行均相改性制备聚乙烯亚胺-羧甲基羟乙基纤维素(PEI-CMHEC)吸附材料。对吸附材料的合成工艺进行优化,当mCMHEC:mPEI为1：1.2,25℃,反应4h,戊二醛用量为17%时,产率81%,氮含量12%。表征结果说明,PEI-CMHEC表面具有氨基、羟基和羧基活性基团。PEI-CMHEC对Cd2+,Pb2+和Cu2+的吸附动力学都符合拟二级反应动力学模型。吸附等温过程结果表明,温度升高吸附量降低,吸附过程更符合Langmuir模型,主要属于单分子层吸附。在298、308和318K下,拟合的最大吸附量对Cd2+分别为93.25、93.47和89.68mg/g;Pb2+为317.97、332.14和348.28mg/g;Cu2+为84.71、85.12和80.14mg/g。吸附过程是放热和熵减小的自发过程。以羧甲基羟乙基纤维素(CMHEC)为阴离子聚电解质,聚乙烯亚胺(PEI)为阳离子聚电解质,通过静电和戊二醛的交联作用,对磁性Fe3O4进行包埋,制备出磁性聚乙烯亚胺-羧甲基羟乙基纤维素(Fe3O4-PEI-CMHEC)吸附材料。表征结果说明,Fe3O4-PEI-CMHEC含有羟基、氨基和羧基,并且都参与了Cu2+,Pb2+和Cd2+的吸附,吸附主要是以络合作用为主,饱和磁化强度为66.46emu/g。Fe3O4-PEI-CMHEC对Cd2+、Pb2+、Cu2+和酸性黑ATT染料的吸附动力学都符合拟二级反应动力学模型,对金属离子的吸附等温过程与Freundlich模型拟合的更好。并且对金属离子的吸附是一个放热和熵减小的自发过程。Fe3O4-PEI-CMHEC对酸性黑ATT染料在pH1-8的范围内吸附效果较好,吸附等温式更符合Freundlich模型。Fe3O4-PEI-CMHEC在外加磁场的作用下可以快速分离,并再生重复使用叁次以上。在常温均相的条件下,以纤维素硫酸钠(CS)和聚乙烯亚胺(PEI)为原料,以戊二醛为交联剂,探索了聚乙烯亚胺-纤维素硫酸钠(PEI-CS)吸附材料的制备。并采用单因素试验优化了PEI-CS的制备条件：mCS:mPEI为1：1.5,25℃,4h,戊二醛用量为20%时,产率85%,氮含量11%。表征结果说明,PEI-CS含有羟基、氨基和硫酸基,并且都参与了Cu2+,Pb2+和Cd2+的吸附,吸附主要是以络合作用为主。PEI-CS对叁种离子的吸附都符合拟二级反应动力学模型,吸附等温过程结果表明,温度升高吸附量降低,吸附过程更符合拟Langmuir模型,属于单分子层吸附。在298、308和318K下,拟合的最大吸附量对于Cd2+分别为100.42、97.34和92.31mg/g；Pb2+为298.07、315.92和316.17mg/g；Cu2+为66.10、64.68和62.34mg/g。同时,Freundlich和Tempkin模型的拟合度也很高,说明也存在非均相表面吸附,并且吸附是一个放热的和熵减少的自发过程。在以共沉淀法制备的磁性Fe3O4粒子表面,通过静电作用和戊二醛的交联作用对其进行纤维素衍生物的包埋和聚乙烯亚胺(PEI)的功能化修饰,制备了一种新型的磁性聚乙烯亚胺-纤维素硫酸钠(Fe3O4-PEI-CS)吸附材料。通过表征说明,Fe3O4-PEI-CS含有羟基、氨基和硫酸基,并且都参与了Cu2+,Pb2+和Cd2+的吸附,吸附主要是以络合作用为主,饱和磁化强度为58.82emu/g。Fe3O4-PEI-CS对Cu2+、Pb2+、Cd2+和酸性黑ATT染料的吸附行为都符合拟二级反应动力学模型。Fe3O4-PEI-CS对这叁种离子的吸附随温度的升高吸附量降低,吸附过程更符合Freundlich模型,是放热和熵减少的自发过程。Fe3O4-PEI-CS吸附酸性黑ATT染料适宜的pH值为pH1-8,吸附等温线的Freundlich拟合度略高于Langmuir模型。吸附剂再生叁次后保持良好的性能。
高振红[10]2007年在《磁性壳聚糖复合微球固定化果胶酶及反应动力学研究》文中研究说明果胶酶是分解植物主要成分之一果胶质的酶类,主要应用于果汁果酒行业。但是由于液态酶用量大,成本较高,加上精制困难,保存期短,难以回收,影响了其在食品工业中的应用。固定化酶可以在一定程度上弥补这一缺陷,同时还可减少外源物质的污染。但果胶物质在植物细胞壁中并不单独存在,它通常与纤维素互相结合,果胶酶没有纤维素酶的协同作用,不能破解纤维素构成的致密保护结构,因此对果胶质的水解便会削弱。目前对果胶酶的固定化虽然已有所研究,但以磁性载体对果胶酶的固定化研究较少,对果胶酶和纤维素酶的共固定化更鲜见报道。本文以自制的磁性壳聚糖复合微球作为载体对果胶酶进行了固定化;并对其反应动力学进行了研究,为固定化酶催化反应器的设计及操作条件的确定提供良好的理论依据,为固定化酶在工业化生产中的实际应用提供一个可靠的技术参考,具有重大的现实意义。同时根据果胶酶和纤维素酶的协同效应,应用联合固定化技术对双酶的共固定化进行了初步探索,为这两种酶开辟了新的应用领域。其主要研究结果如下:1、试验首先通过化学共沉淀法合成了纳米级Fe3O4粒子,并将其作为磁核利用乳化交联法制备出磁性壳聚糖复合微球,利用TEM、SEM、FT-IR、激光粒度仪及紫外分光光度计等分别对微球的粒径、形貌、结构、粒度分布和磁响应性进行了表征。结果表明所制得的磁性壳聚糖微球的粒径在50nm,分布较窄,且呈规则的球形,红外光谱测定了微球的特征官能团结构,且表明已包覆了Fe3O4粒子,分光光度法表明磁性微球具有很强的磁响应性,是一种固定化酶的优良载体。2、通过酶促反应动力学试验,得到pH、温度、产物浓度、底物浓度对酶催化反应速度均有较大的影响,且产生了产物抑制和高浓度底物抑制作用。并求出了固定化果胶酶的米氏常数K' m=2.67 ,游离酶的米氏常数K m=2.25,即固定化酶对底物的亲和力减小,这可能与固定化载体壳聚糖的空间障碍和扩散限制影响有关;同时求取产物抑制常数和底物抑制常数分别为K is=0.234和K iP=0.386,并得到了产物抑制和底物抑制下的速率方程。3、通过研究分配效应、外扩散限制及内扩散限制对固定化酶反应系统的影响,给出了各因素影响下的动力学模型。4、利用吸附法对果胶酶和纤维素酶进行共固定化试验,优化了共固定化的条件,即戊二醛浓度为5%、两酶量比例为3:2、吸附时间为6h。并通过对游离态的和共固定化后的两酶的酶学性质对比得到:共固定化后两酶的最适温度升高;最适pH值降低,且范围拓宽;热稳定性均有所提高;果胶酶半衰期为45天,纤维素酶为32天。
参考文献：
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[4]. 磁性微球用于乳糖酶的固定化研究[D]. 李黎. 西华大学. 2008
[5]. 磁性壳聚糖微球的制备及其对血管紧张素转化酶抑制肽的吸附研究[D]. 覃晓. 广西大学. 2014
[6]. 磁性高分子微球的合成及其特性研究[D]. 朱海霞. 长安大学. 2008
[7]. 新型磁性纳米吸附材料的制备及其对重金属汞离子选择性吸附的研究[D]. 王阳. 兰州大学. 2014
[8]. 叁聚氰胺甲醛微球的制备及其与SiO_2复合制备空心、多孔微球[D]. 丁兆龙. 青岛科技大学. 2011
[9]. 聚乙烯亚胺—阴离子纤维素基吸附材料制备与性能研究[D]. 王艳. 东北林业大学. 2014
[10]. 磁性壳聚糖复合微球固定化果胶酶及反应动力学研究[D]. 高振红. 西北农林科技大学. 2007
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