聚多巴胺類納米粒子的制備與表征及其在界面聚合復(fù)合膜中的應(yīng)用探索.pdf

1、近年來的仿生學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，海洋中貽貝的足腺細(xì)胞能夠分泌出一種具有超強(qiáng)粘附性能的足絲蛋白，這種蛋白在潮濕環(huán)境下也可以迅速地固化成足絲，將貽貝牢牢固定在礁石、船體、繩纜等固體的表面。研究者們發(fā)現(xiàn)，貽貝足絲的強(qiáng)附著能力來源于足絲蛋白中的多巴（L-DOPA）和賴氨酸殘基，多巴胺兼有L-DOPA的鄰苯二酚結(jié)構(gòu)和賴氨酸的氨基，能在弱堿性水溶液條件下通過多層次的自聚-組裝形成納米結(jié)構(gòu)，并進(jìn)一步在固體材料表面沉積，形成緊密附著的涂層。因此，多巴胺被廣泛用

2、作兒茶酚化學(xué)的模型化合物。本課題組以前的研究發(fā)現(xiàn)，多巴胺不僅能夠在材料表面沉積形成涂層，也能在溶液中形成納米粒子(NPs)。為穩(wěn)定制備尺寸可控的多巴胺類NPs，本論文系統(tǒng)地研究了制備條件對多巴胺類NPs尺寸和形貌的影響，探討了NPs的基本性質(zhì)及其形成機(jī)理。在此基礎(chǔ)上，嘗試將所制備的PDA NPs用于界面聚合反滲透(RO)復(fù)合膜的改性，考察界面聚合反應(yīng)的水相中PDA NPs的引入對RO膜滲透性、選擇性、表面親水性的影響，為PDA NPs在

3、膜材料制備中的應(yīng)用提供參考。主要研究工作主要分為以下兩個(gè)部分:
　　(1)基于在氧化條件下，多巴胺等兒茶酚衍生物可以通過自聚-組裝行為形成聚多巴胺類納米粒子，本部分工作采用溶液氧化法，通過系統(tǒng)地調(diào)節(jié)溶質(zhì)濃度、反應(yīng)溫度、反應(yīng)介質(zhì)、反應(yīng)時(shí)間、氧化劑種類等實(shí)驗(yàn)條件，在不同反應(yīng)條件下合成一系列尺寸不同，分散性良好的聚多巴胺類納米粒子，并利用紫外-可見分光光度計(jì)、粒度分析儀、透射電鏡、pH自動校正計(jì)、傅里葉-變換紅外光譜儀等觀測納米粒子的形

4、貌尺寸和化學(xué)組成，最后結(jié)合本研究結(jié)果和相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道，探討聚多巴胺類納米粒子的形成機(jī)理和實(shí)驗(yàn)條件，為制備粒徑可控、均勻穩(wěn)定的聚多巴胺類納米粒子提供了數(shù)據(jù)資料，且為掌握聚多巴胺類自聚組裝體多層次結(jié)構(gòu)和聚多巴胺類多功能性應(yīng)用提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
　　(2)PDA NPs中富含氨基、亞氨基、鄰苯二酚等功能基團(tuán)，這些功能基團(tuán)在一定條件下可以發(fā)生邁克爾加成反應(yīng)、席夫堿反應(yīng)、酰胺化反應(yīng)和酯化反應(yīng)等，因此PDA NPs表面容易進(jìn)行功能化修飾，且在聚合物

5、材料中具有優(yōu)異的界面相容性和分散性。基于此，本文將PDA NPs引入到界面聚合復(fù)合膜中。為界面聚合復(fù)合膜的表面親水化改性提供了新的契機(jī)。本部分工作首先用界面聚合法制各聚酰胺復(fù)合膜，然后將所制備的PDA NPs引入到界面聚合復(fù)合膜的功能層中，通過系統(tǒng)地調(diào)節(jié)兩相單體濃度、反應(yīng)時(shí)間、PDA NPs濃度等實(shí)驗(yàn)條件，分別利用紅外光譜、SEM、接觸角測定儀、通量測量儀等測量了改性前后膜表面的化學(xué)組成、形貌、截鹽率、通量以及親水性，考察聚酰胺復(fù)合膜膜