



免費(fèi)預(yù)覽已結(jié)束,剩余1頁(yè)可下載查看
下載本文檔
版權(quán)說(shuō)明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡(jiǎn)介
潤(rùn)濕性可控的氧化石墨烯殼聚糖復(fù)合膜的制備 【摘 要】利用鹽酸和氫氧化鈉調(diào)節(jié)氧化石墨烯和殼聚糖混合溶液的pH,并通過(guò)簡(jiǎn)單的一步真空抽濾法制備出具有不同潤(rùn)濕性的氧化石墨烯/殼聚糖復(fù)合膜。經(jīng)過(guò)測(cè)試,證實(shí)不同pH的混合液制備的復(fù)合膜在空氣中水的接觸角、水下油的接觸角以及粘附力均呈現(xiàn)類拋物線狀變化。 【關(guān)鍵詞】氧化石墨烯;殼聚糖;pH調(diào)節(jié);潤(rùn)濕性可控 0 前言 氧化石墨烯是石墨烯最重要的衍生物之一,兩者均有二維碳網(wǎng)結(jié)構(gòu)1,不同的是氧化石墨烯表面及邊緣處連接有大量的含氧活性基團(tuán),如羥基、環(huán)氧基及羧基等。因此,氧化石墨烯具有較強(qiáng)的親水性,而且可以通過(guò)氫鍵、離子鍵、共價(jià)鍵等與其它分子、離子以及聚合物相互作用2。 殼聚糖在稀酸溶液中溶解的本質(zhì)是氨基質(zhì)子化形成聚合物陽(yáng)離子,它在水溶液中的表觀酸度解離常數(shù)(pKa)為6.26.5,其溶解具有pH響應(yīng)性:當(dāng)pHpKa時(shí),氨基去質(zhì)子化,殼聚糖難以溶解3。 將氧化石墨烯和殼聚糖混合,在合適的pH和組分比例下,可以達(dá)到分子水平的均勻分散,而且其分散程度受殼聚糖溶解性的影響也具有pH響應(yīng)性4:pH為酸性時(shí),殼聚糖質(zhì)子化并吸附于氧化石墨烯表面使其層間分子受到氨基離子的排斥力而達(dá)到良好分散;pH為中性時(shí),殼聚糖與氧化石墨烯作用力較弱,殼聚糖不能完全吸附反而起到交聯(lián)氧化石墨烯的作用,使其不易分散;pH較高時(shí),氨基去質(zhì)子化,殼聚糖分子間氫鍵成為主導(dǎo)作用力,會(huì)使氧化石墨烯聚集嚴(yán)重,分散程度減弱5。不同pH的混合溶液通過(guò)真空抽濾合成的氧化石墨烯/殼聚糖復(fù)合膜,由于表面組分及表觀電荷不同潤(rùn)濕性也有差別。因此,可以通過(guò)控制混合溶液的pH合成潤(rùn)濕性(水的接觸角、水下油的接觸角和粘附力)不同的膜,實(shí)現(xiàn)潤(rùn)濕性可控。 1 實(shí)驗(yàn)過(guò)程 采用改進(jìn)的Staudenmaiers方法與超聲波聯(lián)合作用制備氧化石墨烯6,配制成1mg/mL的氧化石墨烯懸浮液;將殼聚糖溶解在0.05M的稀鹽酸中,配制成2mg/mL的溶液;將一定量的氧化石墨烯懸浮液與殼聚糖溶液混合攪拌,用1mol/L的氫氧化鈉和鹽酸調(diào)節(jié)混合液的pH,制備一系列不同pH的混合液并測(cè)試其Zeta電位;利用真空抽濾裝置進(jìn)行抽濾得到一系列復(fù)合膜,在室溫下晾干。 將不同pH混合液真空抽濾制備的復(fù)合膜用單片手術(shù)刀切開(kāi)制備成條狀樣品,測(cè)試樣品在空氣中水(液滴大小為2L)和水下油(1,2-二氯乙烷,液滴大小為2L)的接觸角。將樣品固定在液池底端并加滿水,將銅帽浸在水下,通過(guò)微量注射器在銅帽上加入10L的油滴,控制微電子天平的底座,向上移動(dòng)使銅帽上的液滴接觸復(fù)合膜,先向上移動(dòng)2mm,再向下移動(dòng),使液滴和復(fù)合膜分開(kāi)。根據(jù)測(cè)試曲線,將重量轉(zhuǎn)化成粘附力。每個(gè)樣品條測(cè)試五個(gè)點(diǎn),每個(gè)pH選取三個(gè)樣品條測(cè)試,記錄結(jié)果并求取平均值。 2 結(jié)果與分析 2.1 Zeta電位測(cè)試 通過(guò)氫氧化鈉和鹽酸調(diào)節(jié)氧化石墨烯殼聚糖混合溶液的pH,不同pH混合溶液對(duì)應(yīng)的Zeta電位如圖1: 圖1 不同pH的氧化石墨烯殼聚糖混合溶液對(duì)應(yīng)的表面電勢(shì) 表面電勢(shì)高于35mV或者低于-35mV的懸浮液由于靜電排斥作用而形成良好的分散。由圖1可知,當(dāng)混合液的pH8時(shí),Zeta電位約為-10mV,混合液內(nèi)各組分發(fā)生聚沉難以分散。 2.2 不同復(fù)合膜在空氣中水的接觸角 圖2是不同復(fù)合膜在空氣中水的接觸角的曲線圖。由圖可知,不同復(fù)合膜在空氣中水的接觸角不同,接觸角隨pH變化呈拋物線狀:pH為68的較為中性的混合液抽濾制備的復(fù)合膜在空氣中水的接觸角最高(約為69.91.1);pH較低的酸性環(huán)境下抽濾制備的膜,pH越低,空氣中水的接觸角越低(pH為1.10時(shí),最低為31.43.4);pH較高的堿性環(huán)境下抽濾制備的膜,pH越高,空氣中水的接觸角越低(pH為12.97時(shí),最低為31.33.1)。 圖2 不同pH的氧化石墨烯殼聚糖混合液抽濾膜在空氣中水的接觸角 pH較低時(shí),混合液中殼聚糖的質(zhì)子化程度較高,氧化石墨烯的電離程度較低,殼聚糖陽(yáng)離子吸附在氧化石墨烯表面使其顯示電正性,混合液由于陽(yáng)離子之間的正電排斥作用均勻分散,抽濾后形成均勻的復(fù)合膜表面帶極性正電荷,顯示親水性質(zhì),pH越低親水性質(zhì)越明顯;pH較高時(shí),混合液中殼聚糖去質(zhì)子化,氧化石墨烯電離程度高,因此抽濾后復(fù)合膜表面羧基離子含量高,顯示親水性,pH越高親水性質(zhì)越明顯;6pH8的較為中性的條件下,殼聚糖質(zhì)子化生成氨基正離子,同時(shí)氧化石墨烯電離生成羧基負(fù)離子,兩者會(huì)發(fā)生正負(fù)電荷吸附使其分散不均勻,極性氨基與羧基相互作用而消耗,因此抽濾成膜的表面極性較低,所以親水性較差(仍然為親水性膜)。 2.3 不同復(fù)合膜在水下油的接觸角 圖3 不同pH的氧化石墨烯殼聚糖混合液抽濾膜在水下油的接觸角 圖3是不同復(fù)合膜在水下油接觸角的曲線圖。由圖可知,不同復(fù)合膜在水下油(1,2-二氯乙烷)的接觸角隨pH變化呈類拋物線狀:pH為68的較為中性的混合液抽濾制備的復(fù)合膜在水下(下轉(zhuǎn)第27頁(yè))(上接第7頁(yè))油的接觸角最低(約為103.61.4);pH較低的酸性環(huán)境下抽濾制備的膜,pH越低,水下油的接觸角越高(pH為1.10時(shí),最高為157.82.5);pH較高的堿性環(huán)境下抽濾制備的膜,pH越高,水下油的接觸角越高(pH為12.97時(shí),最低為166.11.9)。 親水的材料表面在水下會(huì)覆蓋一層水膜,與非極性的油接觸時(shí)顯示疏油性質(zhì),材料在空
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無(wú)特殊說(shuō)明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒(méi)有圖紙預(yù)覽就沒(méi)有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫(kù)網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 質(zhì)量管理部2025年度客戶關(guān)系管理計(jì)劃
- 軟件開(kāi)發(fā)科技企業(yè)簡(jiǎn)介范文
- 學(xué)校體育活動(dòng)安全保障計(jì)劃
- (部編教材)五年級(jí)語(yǔ)文上冊(cè)第三單元興趣培養(yǎng)計(jì)劃
- 醫(yī)療糾紛調(diào)解組織制度及流程規(guī)范
- 新入職教師職業(yè)行為準(zhǔn)則心得體會(huì)
- 小學(xué)四年級(jí)班主任班級(jí)志愿者培養(yǎng)計(jì)劃
- 一年級(jí)課外閱讀家長(zhǎng)參與計(jì)劃
- 三年級(jí)下冊(cè)科學(xué)課程提升計(jì)劃
- 人教版六年級(jí)語(yǔ)文暑假?gòu)?fù)習(xí)計(jì)劃
- 手術(shù)室??瓶荚囶}庫(kù)與答案
- 預(yù)制構(gòu)件制造采購(gòu)合同
- 【培訓(xùn)課件】情緒管理
- EPS模塑聚苯板施工方案
- 2024至2030年中國(guó)娛樂(lè)玩具行業(yè)投資前景及策略咨詢研究報(bào)告
- T-TSSP 036-2023 鮮核桃仁團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)
- 馬拉松志愿者培訓(xùn)方案
- 建筑工程崗前實(shí)踐報(bào)告1500字
- 掛靠、被掛靠核算表格
- 天津市部分區(qū)2023-2024學(xué)年高一學(xué)期期末生物試卷
- 人教版五年級(jí)英語(yǔ)下冊(cè)期末試卷及答案
評(píng)論
0/150
提交評(píng)論