殼聚糖-陶瓷層狀復(fù)合材料的制備與表征.pdf

1、自然界生物材料大都具有滿(mǎn)足自身需求的精細(xì)復(fù)雜層狀結(jié)構(gòu),而模板法是目前構(gòu)建仿生層狀復(fù)合材料的最有效的手段之一,利用生物材料模板制備具有精細(xì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的工藝存在模板結(jié)構(gòu)不可控等問(wèn)題,而人工合成模板則由于其結(jié)構(gòu)多樣且可控而成為新的研究熱點(diǎn)。
　　本文以可控層狀結(jié)構(gòu)的殼聚糖水凝膠為模板,通過(guò)共混和原位合成兩種方式分別制備了殼聚糖/二氧化硅和殼聚糖/羥基磷灰石層狀復(fù)合材料。定量分析了殼聚糖/二氧化硅和殼聚糖/羥基磷灰石復(fù)合材料的層狀結(jié)

2、構(gòu)特征及其與層狀殼聚糖水凝膠模板的對(duì)應(yīng)關(guān)系。初步評(píng)價(jià)了殼聚糖/二氧化硅和殼聚糖/羥基磷灰石復(fù)合材料分別在污染物去除和藥物釋放領(lǐng)域中的應(yīng)用。
　　結(jié)果表明,殼聚糖水凝膠模板為層數(shù)在1~77范圍、層厚在77.92μm~6mm范圍內(nèi)可控的同心層狀結(jié)構(gòu)。二氧化硅含量為50wt％、70wt%和90wt%的殼聚糖/二氧化硅層狀復(fù)合材料復(fù)制了殼聚糖水凝膠模板的層狀結(jié)構(gòu)。復(fù)合材料仍然呈同心層狀結(jié)構(gòu),其層數(shù)不依賴(lài)于無(wú)機(jī)物的含量,與水凝膠模板一致,均

3、為20層;復(fù)合水凝膠的層厚平均為221.77μm與水凝膠模板的層厚222.50μm無(wú)顯著差異;通過(guò)改變凝膠體系在NaOH凝固液和水中的交替間隔時(shí)間可獲得層數(shù)可控的殼聚糖/二氧化硅層狀復(fù)合材料,其交替間隔時(shí)間對(duì)層數(shù)的影響與層狀殼聚糖水凝膠模板一致。殼聚糖/二氧化硅層狀復(fù)合材料垂直于層向加壓的抗彎強(qiáng)度和模量最高為31.52MPa和4.21GPa,平行于層向加壓的抗彎強(qiáng)度和模量最高為41.44MPa,模量為9.35GPa,與木材的力學(xué)性能水平

4、接近。殼聚糖/二氧化硅復(fù)合材料分進(jìn)行碳化后的碳/二氧化硅復(fù)合材料對(duì)甲基橙的吸附率和吸附量分別為65.45%和3.27mg/g,吸附率和吸附量分別比粉煤灰沸石高17.80%和30.82%。
　　羥基磷灰石含量為50wt%的殼聚糖/羥基磷灰石層狀復(fù)合材料也復(fù)制了殼聚糖水凝膠模板的層狀結(jié)構(gòu)。復(fù)合水凝膠的層數(shù)為20層、層厚為215.56μm,與水凝膠模板的層數(shù)、層厚一致。殼聚糖水凝膠模板誘導(dǎo)和調(diào)控了羥基磷灰石的形成,并進(jìn)一步組裝其形成層狀