三羟甲基氨基甲烷及几种多晶药物/多孔材料复合物热力学性质的研究

摘要

现如今，能源短缺、能源浪费等问题日益严重，除了开发新型能源外如何解决能源在空间和时间上的分配不均等问题已经成为人们研究的重点。将三羟甲基氨基甲烷(THAM)填充到孔径范围在15~100 nm的多孔硅胶(SG)和标称孔径范围在12~100 nm的多孔玻璃(CPG)中，这可以使这些有着优良储热性能的相变材料应用的更广泛。我们分别用扫描电镜（SEM）、X射线粉末衍射（XRD）、差示扫描量热仪（DSC）等表征手段对三羟甲基氨基甲烷/硅胶和三羟甲基氨基甲烷/多孔玻璃复合材料的形貌、储热性能进行了表征。复合物储热材料的相变温度、相变焓、过冷度等都随着尺寸改变而发生改变，我们将这种现象称作“尺寸效应”。“尺寸效应”体现在呈梯度的各个孔径的复合材料中，就某一种单一孔径的复合材料来说，三羟基氨基甲烷在热循环过程中表现出了稳定的相变温度和相变焓。无论是常规态三羟基氨基甲烷还是将其填在孔介质中得到的复合物在其形貌和官能团的表征上都有相同的图谱。把常规态相变储热材料填在纳米尺寸的孔介质中做成微胶囊形貌的复合材料，这种复合相变材料具备的热力学性能要比常规态相变材料的性能更加优良，应用这种技术手段可以为相变材料在相变温度区间、相变焓和过冷度等领域的改良提供一个新的思路和方法。介于孔材料的尺寸效应能够改良物质相变等物理性状，综合前期纳米限域下正烷烃相行为的结论，我们尝试通过纳米尺寸孔径的限制作用来改变多晶药物的结晶方向和结晶度，最终使药物的有效晶型比例增加来提高药效，降低成本。本实验的主要工作如下：
　　1.溶液浸渍法成功制备了以系列孔径的硅胶颗粒和多孔玻璃为框架结构的复合材料。复合材料具有良好储热、调温性能，THAM填充率不低于80％。
　　2.硅胶孔径范围从6 nm到200 nm，多孔玻璃孔径范围从12 nm到100 nm，与常规态相比，两种复合物孔道中的THAM升温过程的相转变温度和相变焓都呈一定规律的减小，孔径越小衰减越明显，在硅胶复合物中，6 nm孔径下的转变温度与常规态相比相差45 K，而在多孔玻璃复合物中，12 nm孔径下的转变温度相差9 K。在两种复合物中ΔT与ΔH都与孔径的倒数成线性关系，拟合为一次线性方程。
　　3.通过SEM、IR、XRD等表征手段分别从表观形貌、主要官能团、晶胞参数等方面看出，硅胶孔道中的THAM化学性质没有发生改变，只是因为纳米尺寸空间限制对THAM的储热性质产生影响。
　　4.将该复合材料升降温循环数次（≥10），其相转变温度、焓变等循环性能稳定，说明该复合材料储热循环性能良好。
　　5.将甲苯磺丁脲，非那西汀，氯霉素三种多晶药物填充到多孔硅胶中，复合材料的填充率由文献中的40~50%提高到70~80%。得到三种多晶药物相变温度随孔径的变化规律，通过目前热力学手段的表征对其多晶现象进行初步探索。

目录

声明

1. 前言

1.1. 相变储热材料概述

1.2. 热能储能方式简介

1.3. 相变储热材料的分类

1.4. 相变材料的选择标准

1.5. 多孔材料概述

1.6. 复合相变材料的制备

1.7. 相变材料的应用

1.8. 相变材料的研究现状

2. 实验部分

2.1. 实验原理

2.2. 实验材料

2.3. 三羟甲基氨基甲烷/多孔介质复合材料的研究

2.4. 几种多晶药物复合材料的相变研究

2.5. 表征手段

3． 结果与讨论

3.1. THAM/SG和THAM/CPG样品分析

3.2. 几种多晶药物样品的分析

4． 结论

4.1. 三羟甲基氨基甲烷/多孔材料复合物的制备及其热力学性能研究

4.2. 几种多晶药物/硅胶复合材料的相变研究

5. 创新之处

参考文献

致谢

8. 攻读学位期间发表的论文情况