蒙脱石微结构与表界面反应性的调控机制研究

摘要

蒙脱石（Mt）是天然的层状硅酸盐矿物，具有吸附能力强，稳定性好，比表面积大的特点，在环保、医药、建材、石油化工、塑料等领域应用广泛。从上世纪开始，蒙脱石的微结构与表界面反应性引起广大学者的兴趣和讨论。本论文通过阳离子交换法改型蒙脱石，探究层间阳离子的种类对蒙脱石微结构的影响及对其表界面的反应性的变化，和通过硅烷改性蒙脱石，探究硅烷改性蒙脱石对其亲疏水性和微结构的影响。　　本论文得出以下几点结论：　　（1）通过阳离子交换（Na+和Mg2+）改型蒙脱石，探究三种类型的蒙脱石微观结构上的变化和其对鱼精蛋白（PRTM）负载机制的影响。通过XRD，FT-IR等实验结果表明，阳离子交换法改型的蒙脱石在微观结构上不同， 钠蒙脱石（Na-Mt）的层间距为1.25nm，镁蒙脱石（Mg-Mt）的层间距为1.55nm，而钙蒙脱石（Ca-Mt）的层间距基本为1.55nm。阳离子的种类对蒙脱石负载PRTM的效果也有影响，在相同pH条件下， Na-Mt对PRTM的负载量明显大于Ca-Mt和Mg-Mt的负载量，而Ca-Mt和Mg-Mt吸附相同浓度的 PRTM 时，Ca-Mt 的 d001面层间距大于 Mg-Mt 的 d001面层间距。通过Nanodrop 2000检测PRTM上清液的浓度，结果表明Mg-Mt对PRTM负载量高于Ca-Mt，表明Mg2+与PRTM可能有静电络合作用，部分PRTM络合在Mg-Mt的表面但未进入到其层间。　　（2）以3-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）与n-丙三乙氧硅烷（PTES）为嫁接反应剂，探究有机硅烷嫁接改性蒙脱石的微结构变化。实验结果表明：APTES嫁接改性蒙脱石后，乙硅烷基化蒙脱石由于交联和柱撑廊道空间的形成，保持层间距恒定，但PTES改性蒙脱石后，与原蒙脱石溶胀中间层仍旧相同，具有膨胀性。　　（3）通过在三种溶剂中（甲苯、环己烷、乙醇）制备两种有机硅烷嫁接改性蒙脱石（APTES-Mt和PTES-Mt），探究溶剂对机硅烷嫁接改性蒙脱石的影响，实验结果表明，在三种溶剂中，APTES嫁接改性蒙脱石的浸润角不同，在乙醇溶剂中，APTES-Mt面液滴的平均接触角为 15±0.4°，在甲苯溶剂中，APTES-Mt 面液滴的平均接触角为26±0.2°，在环己烷溶剂中，APTES-Mt面液滴的平均接触角为35±0.3°，证明溶剂的极性不同，APTES嫁接改性蒙脱石的接触角不同，溶剂的非极性越强，其接触角的角度越大，也间接证明了在非极性溶剂中，硅烷负载量较高。　　（4）通过硅烷（3-氨丙基三甲氧基硅烷，APS）改性蒙脱石，其接触角为55.1±0.3°，具有双亲性，探究双亲性蒙脱石对疏水性药物白藜芦醇（RSV）的递送。本研究结果表明，APS-Mt改善了RSV的递送效率，在pH 1，37 ℃时缓释效果最好，通过硅烷改性蒙脱石是一种很有前途的新型药物载体，可以应用于水溶性差的药物。

目录

声明

1绪论

1.1研究背景

1.2国内外研究现状和存在问题

1.3本课题的主要来源、研究内容及技术路线

1.3.1 本课题的主要来源

1.3.2 主要研究内容

1.3.3 技术路线

2阳离子交换改型蒙脱石的性能研究

2.1引言

2.2实验部分

2.2.1实验原料及试剂

2.2.2阳离子交换改型蒙脱石的制备

2.2.3表征仪器及方法

2.3结果与讨论

2.3.1 X-射线衍射分析（XRD）

2.3.2傅立叶红外光谱分析（FT-IR）

2.3.3热重分析（TG）

2.4本章小结

3阳离子交换改型蒙脱石/PRTM复合材料的性能研究

3.1引言

3.2实验部分

3.2.1实验原料及试剂

3.2.2阳离子交换改型蒙脱石/PRTM复合材料的制备

3.2.3表征仪器和方法

3.3结果与讨论

3.3.1 X-射线衍射分析（XRD）

3.3.2傅立叶红外分析（FT-IR）

3.3.3阳离子交换改型蒙脱石/PRTM吸附性研究

3.3.4阳离子交换改型蒙脱石/PRTM抗菌性研究

3.4本章小结

4硅烷/蒙脱石的制备及性能研究

4.1引言

4.2实验部分

4.2.1实验原料及试剂

4.2.2硅烷改性蒙脱石的制备

4.2.3表征仪器及方法

4.3结果与讨论

4.3.1 X-射线衍射分析（XRD）

4.3.2傅立叶红外分析（FT-IR）

4.3.3表面张力分析

4.3.4扫描电镜（SEM）

4.3.5热重分析（TG）

4.3.6核磁共振分析（MRI）

4.4本章小结

5溶剂对硅烷/蒙脱石微结构的影响

5.1引言

5.2实验部分

5.2.1制备原料及试剂

5.2.2蒙脱石/硅烷的制备

5.2.3表征仪器及方法

5.3结果与讨论

5.3.1X射线衍射分析（XRD）

5.3.2傅立叶红外分析（FT-IR）

5.3.3表面张力分析

5.3.4热重分析

5.4本章小结

6硅烷/蒙脱石负载白藜芦醇的性能研究

6.1引言

6.2实验部分

6.2.1实验原料及试剂

6.2.2硅烷/蒙脱石负载白藜芦醇的制备

6.2.3表征仪器及方法

6.3结果与讨论

6.3.1X-射线衍射分析（XRD）

6.3.2傅立叶红外分析（FT-IR）

6.3.3扫描电镜（SEM）

6.3.4热重分析（TG）

6.3.5硅烷/蒙脱石缓释白藜芦醇

6.4本章小结

结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及研究成果