殼聚糖納米粒子吸附銅離子的性能研究【開題報告】

1、<p><b>　　畢業(yè)論文開題報告</b></p><p><b>　　高分子材料與工程</b></p><p>　　殼聚糖納米粒子吸附銅離子的性能研究</p><p>　　一、選題的背景和意義</p><p>　　殼聚糖分子中含有羥基，乙?；桶被@決定了殼聚糖可進行多功能基團的化學

2、反應(yīng)。作為自然界唯一帶有陽離子的天然多糖，具有獨特的生物性能，故在納米載藥、載基因體系中倍受青睞[7-8]。殼聚糖如此多的生物活性使它在醫(yī)藥和生物材料領(lǐng)域備受關(guān)注，正在作為一種新型的天然高分子材料應(yīng)用于實踐中。甲殼素和殼聚糖都可以形成分子內(nèi)和分子間氫鍵。甲殼素分子內(nèi)有-OH-和-CO-基團，分子鏈之間存在強烈的氫鍵，所以幾乎不溶于水及一般的有機溶劑、稀酸、稀堿或濃堿。而殼聚糖分子內(nèi)有-OH，-NH2，-O基團，也可以形成多種分子內(nèi)氫鍵，

3、但是與甲殼素不同的是其分子鏈的剛性和堆積密度均小于甲殼素，所以其溶解性較甲殼素好。在稀酸中，殼聚糖的-NH2被質(zhì)子化為-NH3+，破壞了原有的氫鍵和晶格結(jié)構(gòu)，此時-OH與水分子結(jié)合，從而使殼聚糖溶解。殼聚糖為親水性陽離子聚合物，在乙酸溶液中能產(chǎn)生聚電解質(zhì)效應(yīng)。在極稀的殼聚糖溶液中，殼聚糖的分子鏈充分伸直，類似剛性結(jié)構(gòu)。甲殼素和殼聚糖是少數(shù)帶正電荷的天然產(chǎn)物之一，具有許多獨特的物理、化學性質(zhì)和生物功能，又具有許多獨特的生理活性，是一種非常

4、有價值的新材料。</p><p>　　因CS本身所具有的特性，引起了人們的極大興趣，在過去的30年中，其在農(nóng)業(yè)、工業(yè)和醫(yī)藥領(lǐng)域中的應(yīng)用發(fā)展迅速。在農(nóng)業(yè)中，CS曾被用作一種抗病毒液添加到肥料中，幫助植物抵抗病毒侵害，以及作為重金屬修復(fù)劑應(yīng)用于農(nóng)業(yè)和工業(yè)中。CS還曾作為一種化妝品添加劑和紡織品助染劑而廣泛應(yīng)用。在造紙的過程中也常加入CS作為加固劑。CS同時具有的生物活性、抗血凝成分和殺菌效果使其在外科手術(shù)中也有應(yīng)用。

5、</p><p>　　。納米粒子由于具有量子尺寸效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)、宏觀量子隧道效應(yīng)而顯示出獨特的物理化學特性，近年來, 以CS 為原料制備的納米粒子由于其在藥物運輸、基因治療、污水處理等方面具有廣泛的用途而備受關(guān)注, 成為當前的研究熱點。在水處理方面，殼聚糖可用作吸附劑、絮凝劑、重金屬離子螯合劑等。其最大優(yōu)點是不會產(chǎn)生二次污染，目前最大用量是作為無毒的陽離子絮凝劑處理有機廢水和螯合廢水中的有毒金屬離子。

6、相信結(jié)合兩者的特性制備殼聚糖納米粒子來處理有機廢水和螯合廢水中的有毒金屬離子也是一種新的探索。</p><p>　　二、研究目標與主要內(nèi)容（含論文提綱）</p><p>　　采用離子交聯(lián)法制備殼聚糖納米粒子, 即利用殼聚糖與三聚磷酸鈉(TPP)分子之間的陰、陽離子的靜電作用而生成納米粒子. </p><p>　　聚乙二醇(PEG)是一種被廣泛應(yīng)用的生物材料, 具有親

7、水性、柔韌性、電中性及可生物降解等特性.</p><p>　　配制殼聚糖醋酸溶液,再滴加多聚磷酸鈉（TPP），TPP上的磷酸鹽負離子和殼聚糖上的氨基正離子發(fā)生分子間或分子內(nèi)交聯(lián)而形成納米離子。改變TPP的濃度來改變納米粒子的尺寸。通過滴加不同量的TPP來改變納米粒子的尺寸大小，以此來研究不同尺寸的納米粒子對金屬離子的吸附能力，再用DSC檢測來分析吸附和未吸附納米粒子表征。</p><p>

8、<b>　　論文提綱：</b></p><p><b>　　1.概述</b></p><p><b>　　2.殼聚糖的性質(zhì)</b></p><p><b>　　3.殼聚糖的應(yīng)用</b></p><p><b>　　4.生化方面</b>

9、</p><p><b>　　5.醫(yī)療保健</b></p><p><b>　　6.纖維領(lǐng)域</b></p><p><b>　　7.化妝品行業(yè)</b></p><p><b>　　8.納米粒子</b></p><p><b&

10、gt;　　9.實驗部分</b></p><p>　　10實驗藥品與儀器設(shè)備</p><p>　　11.制備殼聚糖的醋酸溶液的配置</p><p>　　12.殼聚糖納米粒子的制備</p><p>　　13.納米粒子和金屬溶液混合液的制備</p><p>　　14.硫酸銅溶液吸光度的測定</p>

11、<p><b>　　15.混合液離心</b></p><p><b>　　16.紅外光譜分析</b></p><p><b>　　17.熱分析</b></p><p><b>　　18.結(jié)果與討論</b></p><p>　　19.銅離子的吸附率

12、</p><p>　　20.樣品的紅外光譜分析</p><p>　　21.樣品的DSC熱分析</p><p><b>　　22.結(jié)論</b></p><p>　　三、擬采取的研究方法、研究手段及技術(shù)路線、實驗方案等</p><p>　　采用離子交聯(lián)法制備殼聚糖納米粒子, 即利用殼聚糖與三聚磷酸鈉(

13、TPP)分子之間的陰、陽離子的靜電作用而生成納米粒子. </p><p>　　聚乙二醇(PEG)是一種被廣泛應(yīng)用的生物材料, 具有親水性、柔韌性、電中性及可生物降解等特性.</p><p>　　配制殼聚糖醋酸溶液,再滴加多聚磷酸鈉（TPP），TPP上的磷酸鹽負離子和殼聚糖上的氨基正離子發(fā)生分子間或分子內(nèi)交聯(lián)而形成納米離子。改變TPP的濃度來改變納米粒子的尺寸。通過滴加不同量的TPP來改變納

14、米粒子的尺寸大小，以此來研究不同尺寸的納米粒子對金屬離子的吸附能力，再用DSC檢測來分析吸附和未吸附納米粒子表征。</p><p>　　殼聚糖醋酸溶液的配制</p><p>　　由于殼聚糖不容于水，所以用冰醋酸加以溶解。配制不同濃度的殼聚糖醋酸溶液，溫度室溫，攪拌4小時。反應(yīng)液在室溫下繼續(xù)攪拌反應(yīng)24h，反應(yīng)結(jié)束后用1N NaOH溶液調(diào)制pH=9，反應(yīng)液在透析袋中用乙醇透析5天，最后分別得

15、產(chǎn)物LAC。</p><p><b>　　納米粒子的制備</b></p><p>　　在殼聚糖醋酸溶液中，將0.8mL三聚磷酸鈉（TPP）溶液（濃度分別是1.0，2.0，3.0，4.0，6.0 mg/mL）加入到上述10mL的殼聚糖，按照TPP用量的多少不同，可以依次出現(xiàn)三種不同的溶液，分別是澄清溶液、帶藍色熒光的乳濁液和沉淀。其中帶藍色熒光的乳濁液就是形成的納米溶液

16、。</p><p>　　殼聚糖納米粒子和金屬溶液的混合液的制備</p><p>　　在不同尺寸大小的納米粒子溶液中，加入相同量的金屬溶液，磁力攪拌3小時。</p><p><b>　　混合液離心</b></p><p>　　將不同的混合液裝樣，進行離心</p><p><b>　　DSC

17、分析</b></p><p>　　差示掃描量熱分析（DSC）采用的是Perkin-Elmer PYRIS I型差示掃描量熱儀。精確稱取2-7mg的樣品，放入特制的鋁鍋中，封好口，N2保護下，升溫速率為20℃/min，N2不斷的更換（20ml/min）。對吸附金屬離子的納米粒子做一次表征。 </p><p><b&g

18、t;　　四、參考文獻</b></p><p>　　[1] Pontius F W. Regulations for aluminum in drinking water [ J ]. J. AWWA, 2000, 92 (4) : 18 22.</p><p>　　[2] Bresch P C, Nies B, Liebendorfer A, et al. Incorporat

19、ion of basic fibroblast growth factor into methylpyrrolidinone chitosan fleeces and determination of the in vitro release characteristics [J]. Bomaterials, 1994, 13-600.</p><p>　　[3] Eikebrokk B. Coagulation

20、 - direct Filtration of soft,low alkalinity humic waters [ J ]. War. Sci. Tech,1999, 40 (9) : 55</p><p>　　[4] Wang Y S,L iu L R, J iang Q, Zhang Q Q. Eur Polym J [ J ] , 2007, 43: 43</p><p>　　[5

21、] 孫志杰.甲殼化學的研究進展與應(yīng)用概況[ J ]. 藥學實踐雜志, 2005, 23 (5):257.</p><p>　　[6] 陳世清. 甲殼素與殼聚糖在工業(yè)水處理中的應(yīng)用[ J ].工業(yè)水處理,1996,16 (2): 1.</p><p>　　[7] 劉之杰, 余　剛, 劉滿紅. 殼聚糖絮凝劑對聚合氯化鋁的助凝作用[ J ]. 環(huán)境化學, 2004, 23(3) : 306..&

22、lt;/p><p>　　[8] 曾德芳, 余　剛, 張彭義等. 殼聚糖復(fù)合絮凝劑在城市生活污水處理中的應(yīng)用[ J ]. 環(huán)境化學,2002, 21 (5) : 505</p><p>　　[9] 范鋒, 孫曉飛. 半乳糖受體介導(dǎo)的肝靶向藥物研究進展. 中南藥學, 2007, 5(l): 62-65.</p><p>　　[10] 何強芳 ,李國明 ,巫海珍.應(yīng)用化學 [

23、 J ] ,2004, 21 (2) : 192</p><p>　　五、研究的整體方案與工作進度安排</p><p>　　第一階段：2010.11.25~2010.12.5實驗的準備。</p><p>　　第二階段：2010.12.6~2011.1.10實驗逐步展開。</p><p>　　第三階段：2011.1.11~2011.1.28實驗

24、進入中后期,主要是樣品的表征。</p><p>　　第四階段：2011.1.21~2011.2.27實驗進入完成階段,主要是分析處理數(shù)據(jù)。</p><p>　　第五階段：2011.2.28~2011.4.23論文修改和定稿。</p><p>　　六、研究的主要特點及創(chuàng)新點</p><p>　　探索殼聚糖納米粒子吸附銅離子的吸附性能</p