稀土離子配位制備海藻酸鈉凝膠和層狀納米薄膜.pdf

1、本文主要制備了一種對pH具有敏感響應(yīng)、機(jī)械性能優(yōu)異、高含水量和熒光性質(zhì)的海藻酸鈉(Sodium Alginate，SA)水凝膠。海藻酸鈉水凝膠的制備主要是通過海藻酸鈉中羧酸根離子和稀土離子(Nd3+)發(fā)生配位交聯(lián)，形成具有規(guī)整結(jié)構(gòu)的海藻酸鈉-稀土離子(SA-Nd(Ⅲ))水凝膠。通過傅里葉變換紅外光譜儀(FTIR)、X射線衍射儀、X光電子能譜儀(XPS)和掃描電子顯微鏡(SEM)等設(shè)備表征了該水凝膠的化學(xué)成分及形貌特點。然后，我們主要研究

2、了溶液pH值對SA-Nd(Ⅲ)水凝膠吸水率的影響，結(jié)果表明不同pH值對該水凝膠的吸水率有很大影響。同時，該水凝膠還表現(xiàn)出了較高的機(jī)械強(qiáng)度、優(yōu)秀的耐溶劑性和熒光性能。這些特征表明，離子配位制備的海藻酸鹽水凝膠是一種很有前途的高分子材料，可以在生物材料和組織工程中有廣泛的應(yīng)用。
　　接著，我們對海藻酸鈉水凝膠進(jìn)行了進(jìn)一步的深入研究，我們通過在海藻酸鈉溶液中加入一定比例的丁二酸酐改性的殼聚糖(NSC)溶液，通過和稀土離子配位交聯(lián)作用形成

3、了復(fù)合的水凝膠。然后。通過對復(fù)合水凝膠進(jìn)行真空干燥處理，得到了具有層狀結(jié)構(gòu)的海藻酸鈉-殼聚糖(SA-NSC)復(fù)合膜材料。在實驗探究工作中我們首先對這兩種類型的有機(jī)高分子聚合物NSC和SA混合溶液的體積比例進(jìn)行了最優(yōu)化選擇。然后，SA-NSC混合溶液通過稀土離子的配位交聯(lián)作用構(gòu)筑出具有層狀結(jié)構(gòu)膜材料的基本骨架，形成了結(jié)構(gòu)規(guī)整的復(fù)合水凝膠。最后，我們將得到的SA-NSC復(fù)合水凝膠經(jīng)過真空干燥獲得具有層狀結(jié)構(gòu)的SA-NSC復(fù)合膜材料。在試驗探

4、究過程中，我們選用了兩種鑭系元素離子Gd3+和Yb3+來制備具有層狀的NSC-SA復(fù)合膜材料。該復(fù)合膜材料的抗拉伸強(qiáng)度和韌性都得到了極大的改善，分別達(dá)到122.10 MPa和3.89MJ·m-3。與此同時，層狀微觀結(jié)構(gòu)也導(dǎo)致了該膜材料具備了良好的透光率，NSC-SA復(fù)合膜材料的透光率最高達(dá)到了89％。接著，我們對得到的復(fù)合膜材料進(jìn)行了一系列的抗菌性研究，我們發(fā)現(xiàn)，該復(fù)合膜材料具有優(yōu)異的抗菌性。這種柔韌的規(guī)整的人造有機(jī)層狀的NSC-SA復(fù)