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模板法水滑石微球的可控制备及其性能研究

作　者: 徐婷
导　师: 徐赛龙
学　校: 北京化工大学
专　业: 化学
关键词: 模板法层状双羟基复合金属氧化物复合微球吸附药物缓释
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

随着材料科学与技术的发展,结构可控的复合材料由于其一系列可调的优异性能,从而在新型催化剂载体、大分子聚合物分离膜、生物医药材料和药物载体等新功能材料开发中显示出诱人的应用前景。在各种复合材料的制备方法中,模板法因其具有众多优点而被广泛采用。层状双羟基复合金属氧化物(LDHs)是一类可人工合成的、具有二维结构的阴离子型层状功能材料,它们由带有正电荷的主体层板、平衡正电荷的层间阴离子客体和部分水分子组成。其层板元素组成和层间阴离子种类可调的特点能够衍生出很多具有不同物理化学特性的功能性组装体,因此有可能作为高性能催化材料、分离材料、吸附材料、功能性助剂材料等获得应用。目前,在该研究领域的工作中,LDHs类材料通常是以粉体或薄膜形式使用,这样就会在实际应用过程中产生很多问题。因此,关于LDHs类材料的形貌可控制备具有明显的科学意义和实际应用价值。本论文以模板法制备LDHs复合微球材料为目的,重点研究了不同模板制备LDHs的形貌控制,以及对所得到的MgAl-LDHs材料在吸附及药物缓释性能方面的初步研究。具体的研究内容和实验结果如下：1.以高电荷、磺酸根改性的聚苯乙烯为模板,表面原位生长MgAl-LDHs壳层,其壳层可表现出花状结构,LDHs包覆层的片状结构大小可通过不同制备方法进行调控；2.通过共沉淀方法制备得到MgAl-LDHs@sPS,初步研究其对阴离子的吸附性能；3.将磁性纳米粒子包覆于MgAl-LDHs@sPS复合材料内,最后得到的异质复合微球磁性大小为10.23 emu／g,通过离子交换作用,将布洛芬(IBU)插入MgAl-LDHs@Fe3O4层间,初步研究了IBU在pH6.8的PBS中的释放行为,随着释放时间的增加,样品的累积释放量逐渐增加直至达到平衡；4.以SiO2为模板,通过模板表面羟基与MgAl-LDHs层板羟基的氢键作用,原位生长MgAl-LDHs壳层,包覆层粒子大小通过不同制备方法调控。

全文目录

摘要  11-13
ABSTRACT  13-16
第一章绪论  16-31
  1.1 模板法制备复合材料  16-21
    1.1.1 硬模板合成核壳复合微球材料  16-19
    1.1.2 软模板合成核壳复合微球材料  19-21
    1.1.3 模板法应用开发前景  21
  1.2 层状双羟基复合金属氢氧化物(LDHs)的研究概况  21-29
    1.2.1 LDHs的结构  21-22
    1.2.2 LDHs的性质  22-23
    1.2.3 LDHs的制备方法  23-27
    1.2.4 LDHs的应用  27-29
  1.3 本课题研究内容、目的和意义  29-31
    1.3.1 论文选题的目的及意义  29-30
    1.3.2 论文研究内容  30-31
第二章实验部分  31-34
  2.1 实验原料  31-32
  2.2 样品结构表征、组成及性能分析  32-34
    2.2.1 X射线衍射(XRD)分析  32
    2.2.2 红外光谱(IR)分析  32
    2.2.3 透射电镜(TEM)分析  32
    2.2.4 扫描电镜(SEM)分析  32
    2.2.5 振动样品磁强计(VSM)测量  32
    2.2.6 X射线光电子能谱(XPS)分析  32
    2.2.7 紫外与可见分光光度法(UV-Vis)  32-33
    2.2.8 元素分析ICP  33-34
第三章模板法镁铝水滑石@聚苯乙烯复合材料的制备及其吸附性能研究  34-42
  3.1 引言  34-35
  3.2 实验部分  35-37
    3.2.1 sPS微球模板的制备  35-36
    3.2.2 共沉淀法制备MgAl-LDHs@sPS单分散性微球  36
    3.2.3 成核晶化隔离法制备MgAl-LDHs@sPS单分散性微球  36
    3.2.4 共沉淀法制备得到的MgAl-LDHs@sPS吸附性能实验  36-37
  3.3 结果与讨论  37-41
    3.3.1 MgAl-LDHs@sPS的晶相结构和形貌表征  37-39
    3.3.2 MgAl-LDHs@sPS及MgAl-LDHs的XPS表征  39-40
    3.3.3 MgAl-LDHs@sPS的吸附性能  40-41
  3.4 小结  41-42
第四章模板法磁性异质水滑石复合材料的制备及其药物缓释性能的初步研究  42-50
  4.1 引言  42-43
  4.2 实验部分  43-44
    4.2.1 Fe_3O_4磁流体的制备  43
    4.2.2 羧基聚苯乙烯磁球的制备  43
    4.2.3 磺酸基聚苯乙烯磁性微球的制备反应物预处理  43
    4.2.4 水滑石@Fe_3O_4单分散性微球的制备  43-44
    4.2.5 离子交换法制备布洛芬插层Fe_3O_4/MgAl-LDHs  44
    4.2.6 磷酸缓冲溶液的配置  44
    4.2.7 体外释放实验的初步定性研究  44
  4.3 结果与讨论  44-49
    4.3.1 水滑石@Fe_3O_4的结构及形貌表征  44-48
    4.3.2 IBU-LDHs的晶相结构表征及其缓释性能的初步研究  48-49
  4.4 小结  49-50
第五章模板法水滑石@二氧化硅复合材料的制备  50-57
  5.1 引言  50
  5.2 实验部分  50-51
    5.2.1 二氧化硅模板的合成  50
    5.2.2 共沉淀法MgAl-LDHs@SiO_2单分散性微球的制备  50-51
    5.2.3 成核晶化隔离法MgAl-LDHs@SiO_2单分散性微球的制备  51
    5.2.4 成核晶化隔离法NiFe-LDHs@SiO_2单分散性微球的制备  51
  5.3 结果与讨论  51-56
    5.3.1 MgAl-LDHs@SiO_2的结构及形貌表征  52-55
    5.3.2 NiFe-LDHs@SiO_2的结构及形貌表征  55-56
  5.4 小结  56-57
第六章结论  57-58
本论文的创新点  58-59
参考文献  59-68
致谢  68-69
攻读学位期间发表的学术论文目录  69-71
作者和导师简介  71-72
北京化工大学硕士研究生学位论文答辩委员会决议书  72-73

模板法水滑石微球的可控制备及其性能研究

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