丝素蛋白/氨基氧化石墨烯复合水凝胶的制备及性能研究

本文采用京尼平交联方法,制备了不同氨基氧化石墨烯含量的丝素蛋白复合水凝胶.对该复合水凝胶的抗压力学性能、溶胀性、磷酸缓冲盐溶液(phosphate buffer saline, PBS)稳定性、电导率以及循环伏安曲线检测表明,氨基氧化石墨烯能够显著改进丝素蛋白复合水凝胶的弹性、PBS溶液中的稳定性以及导电性.该研究将促进丝素蛋白复合水凝胶在再生医学领域中的广泛应用.     

Ag/P(DMAEMA-co-AMPS)纳米复合水凝胶的紫外辐射合成及性能研究

为了研究Ag粒子的含量对Ag/P(DMAEMA-co-AMPS)纳米复合水凝胶的溶胀率、温度响应和p H响应的影响,采用紫外辐射法成功制备了Ag/P(DMAEMA-co-AMPS)纳米复合水凝胶。通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线光电子能谱仪(XPS)等分析手段,对复合水凝胶的结构、形貌和界面相互作用进行表征。结果表明,立方晶系结构的Ag纳米粒子均匀分布在水凝胶三维网络结构中,Ag纳米粒子基本呈球形,粒径分布较窄,平均粒径约为4 nm;Ag纳米粒子与聚合物基体之间存在较强的配位相互作用。较P(DMAEMA-co-AMPS)水凝胶而言,Ag/P(DMAEMA-co-AMPS)纳米复合水凝胶的平衡溶胀率由171.6%降至41.49%,而且溶胀速率也明显减小。此外,Ag/P(DMAEMA-co-AMPS)纳米复合水凝胶的平衡溶胀率变化结果也说明了改变Ag纳米粒子的含量,Ag/P(DMAEMA-co-AMPS)纳米复合水凝胶可以对其温度及p H敏感性进行调控,既能保持较高的平衡溶胀率,又具有较高的温度响应性。在p H范围内(p H=2~12)能保持较高的平衡溶胀率,且最大的平衡溶胀率为350%。     

聚乙烯醇/壳聚糖互穿网络水凝胶的制备及溶胀性能研究

以聚乙烯醇(PVA)和壳聚糖(CS)为主要原料,采用物理交联与化学交联相结合的制备工艺,即通过循环冷冻—解冻法结合京尼平交联法,制备了具有互穿网络结构(IPN)的聚乙烯醇/壳聚糖复合水凝胶,并分别通过红外光谱(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)表征了其分子结构和形态结构;探讨了不同制备工艺对复合水凝胶溶胀性能的影响,并将其与单一原料常规工艺制备的水凝胶作对比.结果表明,与单一原料常规工艺制备的水凝胶相比,具有IPN结构的水凝胶在溶胀性能上表现出更好的稳定性.最佳制备工艺为京尼平用量4%,反应温度55℃,冷冻—解冻循环3次.     

温敏性聚乙烯醇/微凝胶复合水凝胶的制备与性质

 在聚乙烯胺大分子存在条件下,以特丁基过氧化氢(TBHP/-NH₂形成氧化还原对,通过接枝聚合方法引发N-异丙基丙烯酰胺聚合,合成了壳核微凝胶粒子,采用溶液共混和冷冻—恢复法制备了聚乙烯醇/微凝胶复合水凝胶膜。通过扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)考察了微凝胶粒子的形貌和内部结构,并研究了微凝胶粒子以及聚乙烯醇/微凝胶复合水凝胶膜的温度响应性质。结果表明,微凝胶粒子为球形结构,具有壳核结构。微凝胶以及复合水凝胶膜均表现出相似的相转变温度,并且复合水凝胶膜具有快速响应性质。     

石墨烯基聚苯胺水凝胶的电化学性能研究

通过两步溶液自组装方法,制备了具有三维多孔网络结构的石墨烯基聚苯胺复合水凝胶(PR-x),并通过SEM、XRD、FT-IR、Raman、XPS等表征手段对样品的微观形貌和结构组成进行了表征分析.结果表明,聚苯胺均匀地负载于三维多孔石墨烯网络骨架,且能够显著抑制石墨烯的团聚现象.研究了石墨烯基聚苯胺复合水凝胶电极的电化学性能.当聚苯胺质量分数为75％,电流密度为1 A·g-1时,比电容为762.8 F·g-1;当扫描速率从5 mV·s-1增加到50 mV·s-1时,倍率保留率高达77％,经过3000次恒电流充放电后比电容保留率仍高达89.27％.该石墨烯基聚苯胺复合水凝胶电极作为超级电容器表现出优异的放电容量、倍率性能和循环稳定性,具有一定的潜在应用价值.     

可注射型海藻酸/磷酸化壳聚糖复合水凝胶的制备及其生物相容性

将N-亚甲基磷酸化壳聚糖(NMPC)引入海藻酸钙水凝胶体系,制备了力学强度和稳定性均优于海藻酸钙和海藻酸/壳聚糖复合水凝胶的可注射型材料.通过正交实验,根据材料的力学性能、浸提液pH值和凝胶化时间的对比分析,确定了各组分质量分数为:海藻酸钠1.50%、碳酸钙0.30%、N-亚甲基磷酸化壳聚糖1.00%、柠檬酸0.30%.细胞培养和肌内植入试验表明,海藻酸/磷酸化壳聚糖(Alg/NMPC)复合水凝胶具有良好的生物相容性.     

氧化锌-聚丙烯酰胺复合水凝胶的循环伏安特性

运用溶液聚合法和沉淀法制备出氧化锌-聚丙烯酰胺复合水凝胶。对复合水凝胶进行X射线衍射分析,红外光谱分析,从而确定复合水凝胶中的成分为氧化锌和聚丙烯酰胺;通过研究复合水凝胶修饰玻碳电极的电化学行为,发现修饰电极对于氯化亚铁电解液具有较好的循环伏安响应;测试不同浓度氯化亚铁的循环伏安曲线,发现随着溶液浓度的增加,修饰电极对于氯化亚铁电解液的电化学响应加强;测试不同扫描速率下的循环伏安曲线,发现随着扫描速率的增加,还原峰电流与氧化峰电流都在增大,而且氧化峰与还原峰之间电位差增大;修饰电极对于其他不同的电解液进行测试,获得不同的循环伏安曲线。     

纳米SiO2部分取代氧化石墨烯作为水基润滑添加剂在镁合金/钢界面的摩擦学性能研究

氧化石墨烯是一种摩擦学性能优异的水基润滑添加剂,近年来受到国内外学者的广泛关注。然而,高的生产成本限制了氧化石墨烯的广泛应用。因此,本文拟采用成本低廉,润滑性能优异的纳米SiO₂部分取代氧化石墨烯制备氧化石墨烯/SiO₂复合水基润滑液,采用摩擦磨损试验机研究两种纳米材料在去离子水中的比例对镁合金/钢体系中摩擦系数和磨损体积的影响。结果表明,在本文测试条件下氧化石墨烯/SiO₂复合水基润滑液相对于纯氧化石墨烯水基润滑液和SiO₂水基润滑液具有低的摩擦系数。针对承载能力测试,所有的润滑液在载荷1 N和3 N的测试条件下具有低的磨损体积。随着载荷的增加,不同润滑液的抗磨损性能具有较大的差别。在载荷5 N和8 N的测试条件下,氧化石墨烯/SiO₂复合水基润滑液的磨损体积相对于纯氧化石墨烯水基润滑液分别下降了50.5%和49.2%。氧化石墨烯/SiO₂复合水基润滑液在严苛的摩擦实验测试条件下相对于纯氧化石墨烯水基润滑液磨损体积下降了46.3%。实验结果为镁合金碳基复合水基成形润滑液的设计和制备提供了新的思路。     

含银水凝胶的制备及其用于创伤敷料的研究

指出了水凝胶是一类性能优良的新型创伤敷料,它具有高吸收、保湿、易更换等优点.为赋予水凝胶抗菌性能,制备和研究了含有纳米银的羧甲基壳聚糖/氧化海藻酸钠复合水凝胶.用硝酸银溶液以柠檬酸三钠为还原剂和海藻酸钠为稳定分散剂制得了纳米银胶体溶液,将不同含量的纳米银胶体溶液加至羧甲基壳聚糖水溶液和氧化海藻酸钠水溶液的混合液中,制备了含有纳米银的水凝胶.通过紫外-可见光谱法、透射电镜、抗菌和细胞毒性实验对其进行了检测.结果表明:硝酸银被还原成纳米银,纳米银颗粒的粒径约为20 nm.当水凝胶中纳米银浓度为16.67μg/m L时,水凝胶能有效抑制大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的生长.水凝胶对细胞毒性很低.故所制备的抗菌水凝胶有望用于创伤敷料.     

纳米羟基磷灰石/聚乙烯醇/海藻酸钠复合水凝胶的结构与性质研究

采用溶液共混法制备了纳米羟基磷灰石/聚乙烯醇/海藻酸钠三元复合水凝胶材料,测定了复合材料的含水率,采用燃烧实验、扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱及X射线衍射对复合材料的结构进行了表征和分析,并研究了复合材料的吸水性.结果表明,制备的复合水凝胶材料组成均匀,各组分间存在相互作用,并且具有好的吸水和保水性能,该复合水凝胶材料可作为一种人工软骨生物材料.     

Enhanced Adsorption of Methyl Orange onto Self-assembled Hydrogel with Anatase Titania Nanotube and Graphene

A novel composites hydrogel adsorbent was facilely synthesized for efficient removal of acid dyes from aqueous solution.The composite hydrogel consisting of TiO_2 nanotubes(TN) and graphene oxide(GO)(H-TN-GO) was characterized by BrunauerEmmett-Teller(BET),transmission electron microscope(TEM),scanning electron microscope(SEM),Raman spectra and X-ray photoelectron spectroscope(XPS).Experimental results elucidated that columnar hydrogel could be tunably prepared with self-assembly by adjusting the proportion of GO/TN,mixing time and pH.The properties of adsorption and regeneration on methyl orange(MO)onto H-TN-GO were investigated respectively.The maximal adsorption capacity of H-TN-GO for MO reached 933.8 and 513.7mg/g under the pH of 4.0 and 6.8,respectively.The adsorption capacity of MO reached the maximum when pH was equivalent to4.0,which attributed to increasing electrostatic attraction.Besides,the adsorption behavior was fitted reasonably better with Freundlich isotherm model than Langmuir model;the adsorption speed was rapid and the removal ratio almost reached 99.5% when the concentration of MO was less than 100 mg/L.After the used adsorbent was irradiated with the ultraviolet ray of 500 W for 3 h,its adsorption capacity could be recovered without significant loss.     

一种新型磁性壳聚糖/海藻酸钠复合凝胶球的制备与性能研究

以海藻酸钠水凝胶为骨架, 结合壳聚糖和磁性Fe₃O₄, 开发出一种新型的磁性壳聚糖/海藻酸钠复合凝胶球(MCSB)制备方法, 并通过正交试验和单因素实验, 探究不同制备条件对复合凝胶球制备效果的影响, 确定最优制备条件: CaCl₂浓度为2.5 g/L, 海藻酸钠浓度为24 g/L, 壳聚糖添加量为5 g/L, 磁流体添加量为4.64 g/L。制备出的凝胶球表面光滑, 大小均匀, 纯黑色, 呈球形, 直径在2 mm左右, 具有顺磁性。通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)、同步热分析(TGA)等手段对凝胶球进行表征。结果表明, MCSB的热稳定性良好, 凝胶球表面的活性基团主要有羟基、氨基、羧基等。吸附性能实验表明, 当MCSB用量为20 mg时, 对40 mL 25 mg/LCu²⁺溶液的吸附去除率为78.13%, 表明磁性壳聚糖/海藻酸钠复合凝胶球是一种制备简单、效果良好的新型复合吸附剂。     

羧甲基壳聚糖接枝聚丙烯酸水凝胶的制备及体内外评价

以丙烯酸(AA)和羧甲基壳聚糖(CMC)为单体,通过热引发自由基接枝共聚反应,制备了一种新型pH敏感的羧甲基壳聚糖接枝聚丙烯酸(CMC-g-PAA)水凝胶。FT-IR结果表明成功实现了聚合反应,溶胀性实验表明CMC-g-PAA水凝胶具有明显的pH敏感性。以胰岛素(INS)为模型药物,将其负载到CMC-g-PAA水凝胶中,得到了载药量为216.5mg/g的载药凝胶。体外释放曲线表明:在pH值为1.2的条件下,2h后INS的累计释放量为(16.3±2.6)%;在pH值为7.4的环境中,2h后INS的累计释放量达到(57.2±3.5)%。说明载药凝胶可以在肠道环境中靶向释放INS,避免INS被胃酸和胃蛋白酶破坏。动物实验结果表明,负载INS水凝胶具有良好的降血糖效果。CMC-g-PAA水凝胶与Caco-2细胞共同培养,细胞存活率接近100%,表明水凝胶对Caco-2细胞没有细胞毒性。CMC-g-PAA水凝胶在蛋白或多肽类药物定位递送方面具有优良的应用前景。     

海藻酸-羧甲基壳聚糖/聚乙烯醇水凝胶的制备及对蛋白药物释放的探讨简

以牛血清白蛋白（BSA）为模型药物,制备了海藻酸-羧甲基壳聚糖（CMCS）/聚乙烯醇（PVA）复合水凝胶,考察了海藻酸水凝胶微球的粒径和微球在水凝胶基质中的分散性,分析了复合水凝胶基质的结构、溶解分数以及水凝胶在不同pH值下的溶胀率和药物释放。结果表明,药物的累积释放率（犆R）随pH值的升高而升高,当pH值为1．2时CR 为32％,当pH值为6．8时犆R 为53％,当pH值为8．0时CR 达到70％,表明该复合水凝胶的释药性能受pH值的影响较大。     

新型可注射温敏水凝胶的制备及其释药性能

采用改性壳聚糖作为药物载体制备了一种可注射温敏水凝胶。将单甲氧基醚聚乙二醇2000（mPEG2000）接枝到壳聚糖(CS)上制备壳聚糖接枝产物（mPEG-g-CS）;将接枝产物在一定浓度下配制成凝胶溶液,测定其温敏性能;以温敏水凝胶为载体,以布洛芬为模型药物进行体外释放研究。结果表明,mPEG-g-CS水凝胶在体温37℃附近发生溶胶到凝胶的转变,具有良好的温敏性能,在一定的浓度范围内提高mPEG-g-CS浓度可降低相变温度,缩短胶凝时间。体外释药结果表明mPEG-g-CS水凝胶对模型药物具有缓释作用,有望用作可注射温敏型药物控释载体。     

石墨烯增强WC-Co硬质合金的制备和力学性能研究

采用机械搅拌和静电吸附工艺制备了氧化石墨烯/WC-Co复合粉体,并对复合粉体的微观形貌进行了表征。利用放电等离子烧结（spark plasma sintering ,SPS）技术制备了石墨烯/WC-Co硬质合金,对复合材料的力学性能进行了测试分析。机械搅拌制备的氧化石墨烯/WC-Co复合粉体经过SPS烧结后得到的硬质合金横向断裂强度和维氏硬度为1 850 MPa,1 830,与不添加石墨烯的WC-Co硬质合金相比分别提高了3.9%,5.8%。静电吸附制备的氧化石墨烯/WC-Co复合粉体经过SPS烧结后得到的硬质合金横向断裂强度和维氏硬度为1 980 MPa,1 850,与不添加石墨烯的WC-Co硬质合金相比分别提高了11.2%,6.9%。     

壳聚糖/β-甘油磷酸钠水凝胶 与显影剂的体外实验研究

目的通过体外实验探讨显影剂对于壳聚糖/β-甘油磷酸钠水凝胶性能的影响.方法在壳聚糖/β-甘油磷酸钠水凝胶中加入不同的显影剂:泛影葡胺(康瑞),碘帕醇(碘必乐),碘克沙醇(威视派克),研究显影剂对凝胶化的动力学、机械性能、析出时间的影响,以寻找与壳聚糖/β-甘油磷酸钠水凝胶栓塞脑动静脉畸形相匹配的最佳显影剂.结果壳聚糖/β-甘油磷酸钠水凝胶具有良好的生物相容性、温度敏感性、高黏度的优点,加入一定浓度的显影剂没有妨碍温敏性壳聚糖水凝胶的形成,适合栓塞注射.结论 20%威视派克与壳聚糖/β-甘油磷酸钠混合后成胶时间适中,适合脑动静脉畸形栓塞注射.     

用于检测六价铬的二氧化钛-石墨烯复合电化学传感器

六价铬 (Cr(VI)) 化合物可用于各种行业,但具有毒性和致癌性。本文使用二氧化钛 (TiO-₂) -还原氧化石墨烯 (rGO) 复合材料作为传感元件,制造了一种用于测定 Cr(VI) 的电流传感器。该复合材料是按照溶胶?凝胶化学合成的,产生尺寸约为 50 nm 的 TiO₂ 纳米颗粒,固定在化学剥离的 rGO 片材上。该复合材料用于三电极电化学电池并以电流模式运行,对 50?500 ppb Cr(VI) 表现出良好的响应。对 pH 3 Mcilvane 缓冲介质的最佳结果显示灵敏度为 9.12 × 10?4 ppb?1,检测限为 6 ppb,200 ppm Ca(II)、150 ppm Mg(II) 和 50 ppb Pb(II) 没有信号干扰。TiO₂-rGO 传感器的优异结果可归因于TiO₂和 rGO 之间的协同效应,这是由于 n-p 异质结的存在和 rGO 上TiO₂ 纳米颗粒的形成。     

海绵状氧化石墨烯/聚乙二醇单甲醚相变材料的制备及性能

以海绵状氧化石墨烯(spongy graphene oxide,SG)为载体材料,聚乙二醇单甲醚(methoxy polyethylene glycol,MPEG)为相变物质,通过物理浸渍法制备了定形相变材料。采用X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、差示扫描量热法、热失重和热台等方法对定形相变材料的结构、相变性能、热稳定性和定形能力进行表征和分析。结果表明,当SG质量分数为8%时,样品焓值最大且定形效果最好,结晶温度和熔融温度分别为18.7和30.7℃,焓值达到140.3 J/g,当温度达到250℃时,无任何泄漏发生,且热稳定性良好。该定形相变材料有望在聚丙烯相变纤维中实现应用。     

SnO$_{\boldsymbol{x}}$S$_{\boldsymbol{y}}$@PANI@rGO 复合材料的制备及其电化学性能

利用水热法合成二硫化锡六方晶片, 通过氧化聚合包裹聚苯胺, 水热还原制备锡氧硫化合物@聚苯胺@还原氧化石墨烯(SnO$_{x}$S$_{y}$@PANI@rGO)复合材料. 分别利用 X 射线衍射(X-ray diffraction, XRD)、傅里叶变换红外(Fourier transform infrared, FT-IR)光谱、扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM)和透射电子显微镜(transmission electron microscope, TEM)对材料进行形貌和物相分析, 结果表明: 制备的六方形 SnO$_{x}$S$_{y}$被 PANI 和 rGO 双层包覆. 将复合材料作为锂离子电池的负极进行电化学性能研究, 结果显示: 由于多元复合材料中的聚苯胺和还原石墨烯增加了其导电性, 缓冲了 SnO$_{x}$S$_{y}$ 在充放电过程的体积膨胀, 保持了结构稳定性, 展现了优越的电性能.