殼聚糖和木質素磺酸鈉膜的電組裝制備與應用研宄.pdf

1、層層自組裝作為為數不多能有效地制備納米材料的方法，近年來一直備受關注。但層層自組裝驅動力較弱，制備的自組裝膜機械性和實用性較差，根據已有的研究，部分學者提出聚電解質膜是在一個(半)導體的表面形成，因此存在用電勢來控制整個組裝過程和膜物化性能的可能，并在低電壓下進行了嘗試。殼聚糖（CS)和木質素磺酸鹽(LGS)為天然高分子聚電解質，CS溶液帶正電荷，LGS溶液帶負電荷，它們具有價格低廉，容易制得，無毒，應用性強等特點，在生物醫(yī)學、環(huán)保、化

2、工等領域都扮演著重要的角色。本論文基于普通靜電層層自組裝技術，對其進行改進，引入外電場并通過對正負電極的交替聯接對組裝過程進行調控，制備了 CS和LGS的獨立電組裝薄膜及CS與LGS交替電組裝的復合薄膜。采用表面張力儀，接觸角，紅外光譜，原子力顯微鏡，掃描電子顯微鏡，XRD，強度儀對其性能進行表征，而后對CS和LGS獨立電組裝膜的應用進行研究，分別研究了 CS膜的油水分離應用和LGS膜的重金屬吸附應用，用紫外吸收光譜對其應用效果進行表征

3、，討論了優(yōu)勢和不足。以上研究結果如下
　　(1)通過對CS和LGS溶液的表面張力測試得知，電壓對溶液的表面張力有較大的影響。在0?5kV范圍內，隨著電壓的增大，CS和 LGS溶液的表面張力都分別降低。這意味著電組裝與自組裝的主要區(qū)別是前者是對低表面張力的高分子溶液進行組裝。
　　(2)電組裝膜的表面潤濕性研究表明，水的接觸角在獨立電組裝制備的C S和 L G S膜表面都是隨著電壓的增大而減小的。在4kV減弱條件下制備的CS膜

4、的親水性可以提高1倍以上，而LGS膜則從親水性轉為超親水性（水接觸角為3.9110)。而對于(CS/LGS)n復合膜，電壓增加將導致其表面疏水性增加，對 C S表面而言，4kV范德華力減弱條件將使其表面從親水性轉為疏水性（水接觸角為103.913)，而對于L G S表面而言，水接觸角角將從28.810上升到72.310。
　　(3)紅外光譜研究發(fā)現，獨立電組裝的CS和LGS膜的表面都在制備過程有結構變化。比如，4kV強電壓使得C

5、S膜表面露出C-O親水基團，而L G S膜則露出親水的磺酸基團。對于(CS/LGS)n復合膜，其表面結構明顯改變也是因為電組裝所導致的。
　　(4)根據原子力顯微鏡和掃描電子顯微鏡可知，電組裝使得所制備的膜的厚度和表面粗糙度都發(fā)生變化。
　　(5) XRD研究發(fā)現：電組裝的CS膜的結晶度隨電壓增加而增加。
　　(6)C S電組裝膜的油水分離研究表明其分離效果明顯好于普通的CS膜（0電壓組裝膜而 LGS電組裝膜的重金屬吸