可控电沉积技术原位构建纳米银/羧化壳聚糖复合膜的研究开题报告

 2020-02-10 11:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

近年来,为了缓解由资源和能源过度损耗及环境破坏等引起的资源能源不足和环境污染问题带来的压力,科学研究者们逐渐将目光放在了绿色环保、环境友好型材料上面,天然高分子材料就是其中一种重要的环境友好型材料。天然高分子材料由于其自身所具有的来源广泛及可再生性、无毒性、可生物降解性、环境友好性等优点,在食品、生物、能源以及医药等领域有着广泛的研究与应用[1,2]。并且,天然高分子具有多种功能基团,可以通过化学、物理方法改性成为新材料,也可以通过新兴的纳米技术制备出各种功能材料。因此,天然高分子材料成为了科学研究的焦点。

壳聚糖是甲壳素在浓碱条件下或在甲壳素脱乙酰酶条件下进行局部脱乙酰化得到的天然高分子化合物。因其来源丰富、成本低、无毒环保、生物相容性和抗菌性能良好以及絮凝性优良等优点,壳聚糖被广泛应用于农业、医药抗菌材料、生物传感器、净水环保等领域[3-5]。但是,壳聚糖的溶解性能不尽人意,一般而言,壳聚糖能溶解于酸性溶液中,而在大多数溶剂(如:水、甲醇及烷类有机物等有机溶剂)中的溶解度很小。羧化壳聚糖是一种水溶性壳聚糖衍生物,具有上述壳聚糖的特点,同时在分子链中引入羧甲基,改善了溶解性能,使其在药学方面(药物释放领域)具有巨大的潜在价值[6]

壳聚糖分子中具有较为丰富的氨基和羧基,这些基团上含有孤对电子,因而壳聚糖能够与一些金属离子发生配位作用形成络合物,具有较好的配位性能。目前壳聚糖与金属离子的配位作用在净水环保、生物医药等领域得到广泛的应用[7,8]。近年来,国内外对壳聚糖配位金属离子这方面进行了大量的研究,发现:羧基化壳聚糖对zn2 有吸附作用,研究表明壳聚糖衍生物的氨基基团中的氮和羧基基团中的氧与zn2 具有配位作用,并发现在污水处理领域具有的应用潜力[9];利用壳聚糖与cu2 、zn2 等金属离子制备的壳聚糖金属离子配合物在抗菌性能方面较纯壳聚糖和金属盐的抗菌性有明显的提高[10]

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2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

利用配位电沉积技术,以银电极作阳极,铂电极为阴极,羧化壳聚糖溶液为电沉积溶液,制备纳米银/羧化壳聚糖电沉积膜,并检测复合膜的性能。

2.2 研究目标

1、掌握可控电沉积技术;

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3. 研究计划与安排

第1-3周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案,并完成开题报告。

第4-8周:按照设计方案,制备纳米银/羧化壳聚糖复合膜。

第9-13周:对纳米银/羧化壳聚糖复合膜的性能方面进行检测,并对实验数据记录、分析及处理。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] 汪怿翔, 张俐娜. 天然高分子材料研究进展[j]. 高分子通报, 2008(7): 66-76.

[2] 郭雪成. 天然高分子与纳米银生物复合膜及多层微胶囊的制备[d]. 武汉理工大学, 2015.

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