磁性有序介孔炭的合成及药物吸附与脱附性能研究

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有序介孔炭因具有比表面积高、孔径分布集中、孔容大和生物相容性好等优异特性,在药物输送、吸附分离、催化、光学等领域得到广泛应用。铁、铝、镍、锌等金属元素掺杂能使材料性能更优越,如磁性介孔炭,在药物吸附和脱附、重金属、环境污染等方面具有潜在应用价值。本研究分别采用硬模法和软膜法合成了磁性有序介孔炭,改进合成工艺,并采用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、比表面积和孔径分析仪等对材料进行表征,考察并评价了磁性有序介孔炭对五种药物(布洛芬、阿司匹林、吲哚美辛和氯霉素、强啡肽A(1-13))的吸附与脱附性能。采用SBA-15为硬模板,FeCl3为磁源,糠醇为炭源合成磁性有序介孔炭,反应物体系通过浸渍法在无溶剂条件下合成。考察了FeCl3用量对介孔炭结构参数影响,随着铁用量升高,材料比表面积和孔容下降,孔径增大。所合成磁性有序介孔炭比表面积最高为1471m2/g,孔容0.98cm3/g孔径3.4nm。该方法优点是:炭源能完全分散在模板中,降低炭源损失;反应后处理不需抽滤,减少炭源损失。采用溶剂挥发自组装法合成介孔炭,以F127作为结构导向剂,小分子酚醛树脂作为炭源, Fe(NO3)3.9H2O作为磁源。通过改变焙烧温度、Fe(NO3)3·9H2O用量和正硅酸乙酯(TEOS)用量,考察其对材料结构参数的影响。结果表明,随着焙烧温度升高,材料有序性增强;比表面积和孔容增大,孔径减小。Fe(NO3)3.9H2O用量增加,材料有序性降低;比表面积和孔容减小,孔径增大。随着TEOS用量增加,有序性降低;材料比表面积和孔容增大。应用TEOS作为硬组分,材料比表面积与未使用TEOS的软膜法合成的材料相比,有很大改进。其中介孔炭铁用量10%, TEOS用量2.08g,焙烧温度850℃的合成方案所得材料结构参数和饱和磁化度综合性能最好。考察了硬模法和软膜法所合成的材料对药物的吸附与脱附性能,含铁量不同的磁性有序介孔炭分别对布洛芬、阿司匹林、吲哚美辛、氯霉素和强啡肽A(1-13)进行药物吸附和脱附性能评价。实验结果表明,所选取的有序介孔炭对布洛芬、阿司匹林、吲哚美辛、氯霉素和强啡肽A(1-13)的最大载药量分别为30%,32.3%,44.5%,34.6%和65.4%。最大药物脱附率分别为75.5%,37.1%,24.8%,38.2%,10%。实验结果表:药物载药量大小和药物脱附率都与材料比表面积、孔容和孔径有关,介孔炭比表面积和孔容增大,药物载药量增大,脱附率减小;孔径增大,载药量减小,脱附率增大。并采用Korsmeyer-peppas f=ktn对释放曲线进行拟合,结果表明材料比表面积、孔容越大,材料释放释放常数f越大,释放指数n越小。
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