改性木質(zhì)素磺酸鈉水凝膠的制備和應(yīng)用研究.pdf

1、木質(zhì)素磺酸鹽是造紙工業(yè)最主要的副產(chǎn)物之一，僅我國每年就有數(shù)百萬噸木質(zhì)素磺酸鹽產(chǎn)生，目前只有很少的一部分得到利用，因此，積極開發(fā)木質(zhì)素磺酸鹽產(chǎn)品，不斷拓寬其應(yīng)用范圍，既有利于環(huán)保，也有利于資源的利用。高分子水凝膠是一類能在水中溶脹，但又不溶于水，具有三維網(wǎng)狀分子結(jié)構(gòu)的功能材料，高分子水凝膠在農(nóng)業(yè)、建筑業(yè)、醫(yī)藥行業(yè)、生物技術(shù)等方面都有重要的應(yīng)用。高分子水凝膠按來源分為合成高分子水凝膠和天然高分子水凝膠，制造合成高分子水凝膠的原料主要來源于石

2、油工業(yè)，是不可再生資源，且這類水凝膠的生物可降解性大多較差，在資源匱乏，環(huán)境保護(hù)迫在眉睫的今天，天然高分子水凝膠的研發(fā)工作具有長遠(yuǎn)戰(zhàn)略意義。木質(zhì)素磺酸鹽具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，分子中富含羥基、羧基、磺酸基等親水基團(tuán)，理論上是一種較好的制備水凝膠的原材料。本論文著眼于木質(zhì)素磺酸鹽的開發(fā)利用，從制造木質(zhì)素磺酸鹽水凝膠入手，對木質(zhì)素磺酸鹽中還原糖的去除，以及木質(zhì)素磺酸鹽水凝膠的制備進(jìn)行了研究，開發(fā)出一種能有效降低木質(zhì)素磺酸鹽中還原糖的方法，并成功制

3、備出一種無需外加交聯(lián)劑的、溶脹性好的改性木質(zhì)素磺酸鈉水凝膠并利用所制備的改性木質(zhì)素磺酸鈉水凝膠制備了銀/改性木質(zhì)素磺酸鈉水凝膠納米復(fù)合材料，此外，還將改性木質(zhì)素磺酸鈉水凝膠應(yīng)用于藥物緩釋，研究了改性木質(zhì)素磺酸鈉水凝膠對阿魏酸哌嗪的緩釋作用。
　　 研究表明通過酸水解-鹽析法能有效降低市售的木質(zhì)素磺酸鹽中的還原糖。這種方法的最優(yōu)操作條件為:所用木質(zhì)素磺酸鈉的質(zhì)量為溶液質(zhì)量的2％，所加硫酸的質(zhì)量為總質(zhì)量的11.78％，80℃下水解4

4、小時，鹽析時加入質(zhì)量為總質(zhì)量20％的氯化鈉。以經(jīng)過降糖處理的木質(zhì)素磺酸鈉為原料，通過氧化、磺化改性后制得改性木質(zhì)素磺酸鈉。改性木質(zhì)素磺酸鈉分子中的酚羥基、羧基、磺酸基的含量分別提高了29％、3.4％、9.7％。改性木質(zhì)素磺酸鈉經(jīng)過酸性條件下的熱處理后，再用氫氧化鈉溶液處理，抽濾后收集固體，并用去離子水洗滌至中性即制得改性木質(zhì)素磺酸鈉水凝膠。通過對影響改性木質(zhì)素磺酸鈉水凝膠水溶脹性和得率的主要因素進(jìn)行單因素實驗，確定了制備改性木質(zhì)素磺酸鈉

5、水凝膠的優(yōu)化制備路線即:8克經(jīng)過酸水解-鹽析純化的木質(zhì)素磺酸鈉，溶于200mL去離子水，加入6毫升濃度為30％的H2O2，氧化溫度50℃，氧化時間為40分鐘，加入2.5克亞硫酸鈉，磺化時間80分鐘，烘干溫度135℃，烘干時間90分鐘，NaOH溶液濃度0.3M，堿處理時間40分鐘，堿處理溫度為室溫25度。通過這種方法制備的改性木質(zhì)素磺酸鈉水凝膠的水溶脹性為30.2克/克干水凝膠，得率為10％左右。通過對制得的的濕水凝膠進(jìn)行超聲分散、掃描電

6、鏡觀測、超聲分散液干燥物的水溶性實驗，以及超聲分散液的動態(tài)光散射實驗，證實了所制備的改性木質(zhì)素磺酸鈉水凝膠是由其微凝膠通過物理交聯(lián)而成。微凝膠是微觀尺寸的水凝膠，是一種制備無機(jī)納米材料的優(yōu)良模板或微反應(yīng)器，作者將改性木質(zhì)素磺酸鈉水凝膠經(jīng)過超聲分散后制得了改性木質(zhì)素磺酸鈉微凝膠，然后利用微凝膠分子網(wǎng)絡(luò)的限域作用，通過原位還原法制備了平均粒徑為9.6nm的納米銀粒子，將這種納米銀-微凝膠分散液干燥后制得了含納米銀的改性木質(zhì)素磺酸鈉干凝膠。這

7、種復(fù)合材料有望在醫(yī)藥和催化等領(lǐng)域得到應(yīng)用。木質(zhì)素磺酸鈉無毒，具有生物相容性，由其制備的改性木質(zhì)素磺酸鈉水凝膠具有較好的水溶脹性，因此具有成為藥物緩釋材料的潛力，實驗證實了改性木質(zhì)素磺酸鈉水凝膠對阿魏酸哌嗪具有一定的緩釋能力，并且這種水凝膠在酸性條件下的溶脹性急劇下降，因此可用來作為一些對胃有刺激藥物的緩釋載體?？傊?，作者制備的改性木質(zhì)素磺酸鈉水凝膠是一種新型的，沒有外加交聯(lián)劑的天然高分子水凝膠，它是由其微凝膠物理交聯(lián)而成，通過超聲分散可