论文部分内容阅读
水凝胶是一类具有良好生物相容性的高分子材料,在日常生活中得到广泛的应用。然而传统的水凝胶存在平衡溶胀率低、环境刺激响应性单一等缺点,使其在在一定程度上应用受到限制。本文通过将全羟基五元瓜环((HO)10Q[5])、硫化镉(CdS)与聚丙烯酰胺(PAM)水凝胶复合制备了复合水凝胶(HO)10Q[5]-PAM、(HO)10Q[5]/CdS/PAM,从而改善了水凝胶的溶胀、保水性能,具体研究内容如下:1.本文以丙烯酰胺(AM)单体和(HO)10Q[5]为原料,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,过硫酸钾(KPS)为引发剂,采用溶液聚合交联法合成了(HO)10Q[5]-PAM复合水凝胶。通过FT-IR、SEM、TG-DTG、XRD等表征手段对样品的结构及形貌进行分析,该材料与单纯PAM水凝胶相比,骨架结构紧密,孔洞结构明显,孔直径变大;考察了(HO)10Q[5]的复合量、交联剂用量、环境温度、pH值、离子浓度对凝胶溶胀性能的影响,发现材料对pH值及离子浓度的响应性强;通过溶胀动力学分析得出凝胶的扩散行为符合non-Fickian模式;研究了凝胶的保水率,发现该材料具有良好的保水性能。2.采用紫外-可见分光技术研究了(HO)10Q[5]-PAM复合水凝胶对龙胆紫、亚甲基蓝的去除作用。当复合水凝胶中(HO)10Q[5]复合量为0.010g、投加量为0.0600 g、染料初始浓度为5 mg·L-1、pH值为6.0、温度为298 K、时间等于120min时,复合水凝胶对龙胆紫和亚甲基蓝的去除率分别达到了76%、72%,其中pH对去除率的影响较大;(HO)10Q[5]-PAM复合水凝胶对两种染料的吸附与Langmuir、Freundlich等温模型相符合;并通过吸附动力学分析,得出吸附过程符合准二级动力学模型,属于熵减小、自发进行的放热过程。3.采用溶液聚合交联法,以AM单体和(HO)10Q[5]、CdS为原料、MBA为交联剂、KPS为引发剂,合成了(HO)10Q[5]/CdS/PAM复合水凝胶。通过FT-IR、SEM、TG-DTG、XRD等表征手段对样品的结构及形貌进行分析,结果表明,与纯PAM水凝胶相比,复合凝胶骨架结构紧密,孔状结构较为明显,孔洞变深,直径变大;考察了(HO)10Q[5]、CdS的复合量、交联剂用量、pH值、环境温度、离子浓度对凝胶溶胀性能的影响,发现材料对pH值及离子浓度具有响应性;通过对溶胀动力学的分析得出凝胶的扩散行为属于non-Fickian模式;研究了凝胶的保水率,发现该材料具有良好的保水性能;CdS与水凝胶复合之后,荧光强度减弱,发生猝灭,可作为一种荧光分子开关应用到临床医学、生物科学等方面。