新型壳聚糖/DNS杂化材料的制备及对重金属Pb^(2+)的吸附性能研究

在乙醚介质中,通过丁二酸酐与γ-氨丙基三甲氧基硅烷改性后的纳米SiO2(即可分散的纳米SiO2,简称DNS)反应,合成了羧基化的DNS,经过壳聚糖与羧基化的DNS脱水生成酰胺的过程,制备了壳聚糖/DNS杂化材料。通过红外光谱、扫描电镜和热重分析对杂化材料进行表征。研究了壳聚糖及杂化材料微粒吸附Pb2+时pH值、时间、用量对吸附量的影响,结果表明其吸附最佳条件为:pH=5,吸附时间为120min,吸附剂的投加量为0.1g。杂化材料与壳聚糖同样具有甚至更强的吸附Pb2+的能力,其吸附量可达0.9377mmol.g-1。

Pb^(2+)印迹杂化膜的制备、表征及其吸附性能研究

以壳聚糖、钛酸正四丁酯等为主要原料,通过分子印迹技术制备了Pb2+印迹杂化膜,并利用红外光谱、TGA对印迹杂化膜的结构进行了表征.研究了溶液中Pb2+质量浓度、pH、温度三个因素对印迹杂化膜吸附性能的影响,结果表明:Pb2+质量浓度为100 mg/L时,pH=3.5左右,温度60℃的条件下,该印迹杂化膜对Pb2+有良好的吸附能力.

基于硫化铅纳米晶植入的钙钛矿薄膜结晶动力学与光伏性能研究

有机无机杂化钙钛矿太阳能电池的光电转换效率已经得到飞速发展,然而钙钛矿离子的本征不稳定性会诱导其在快速结晶时形成低质量的薄膜,使得钙钛矿器件在环境稳定性方面仍面临巨大挑战。本文基于激光制备的无配体硫化铅纳米晶在钙钛矿晶内的可控植入,创新性地提出构筑晶内异质界面改善钙钛矿薄膜结晶动力学和稳定性的调控策略。结果表明,晶内植入硫化铅纳米晶能够抑制钙钛矿中间相生成,并加快形核速率,减缓钙钛矿长大速率,显著提升了钙钛矿薄膜结晶质量和环境稳定性。基于硫化铅纳米晶晶内植入的钙钛矿太阳能电池最高光电转换效率达到22.12%,且在未封装、40%相对湿度条件下经过5 000 h仍能保持其初始效率的95%以上,在惰性气氛、85℃下的热稳定性超过1 000 h。

固载葡萄糖氧化酶的壳聚糖二氧化硅杂化膜的制备及表征

利用生物相容性良好的天然高分子聚合物壳聚糖(CS)与甲基三甲氧基硅烷(MTOS)通过原位溶胶＿凝胶法制备壳聚糖 二氧化硅有机无机杂化复合膜,用此膜对葡萄糖氧化酶进行固定,用红外光谱法、扫描电镜法对膜进行了表征。以电沉积普鲁士蓝的玻碳电极和固定化酶膜构建葡萄糖生物传感器,用循环伏安法和记时电流法对固定化酶的效果进行了评价,结果表明,用于研制固定化酶生物传感器时,杂化膜比单纯的壳聚糖膜对底物的响应时间快并能很好地保持酶的活性。

固定化辣根过氧化酶的壳聚糖/二氧化硅杂化膜的制备及表征

利用生物相容性良好的天然高分子聚合物壳聚糖(CS)与四乙氧基硅烷(TEOS)通过原位溶胶-凝胶法制备壳聚糖／二氧化硅有机无机杂化复合膜,用杂化膜对辣根过氧化酶进行固定,用红外光谱法、扫描电镜法对膜进行了表征。以金电极和固定化酶膜构建过氧化氢生物传感器,并用循环伏安法和计时电流法对传感器的特性进行了研究。结果表明,用于研制固定化酶生物传感器时,杂化膜不仅对底物的响应时间快(小于10s),而且能较好地保持酶的催化活性。求得酶促催化反应的表观米氏常数为0.87mmol／L。

溶胶凝胶壳聚糖/二氧化硅杂化复合膜固定辣根过氧化酶的H_2O_2电化学生物传感器的研制

利用溶胶 凝胶法制备壳聚糖 二氧化硅有机无机复合杂化膜,用于对辣根过氧化酶进行固定,制得测定H2O2的电流型生物传感器。以1mmol/LK4Fe(CN)6作为电子媒介体。研究了各种因素如壳聚糖与二氧化硅的比率、pH、温度、工作电位等对传感器响应电流的影响。计时电流法测定H2O2的线性范围为2.0×10-6～6.8×10-4mol/L,检出限为8.0×10-7mol/L。测得酶催化动力学参数米氏常数Km=0 87mmol/L。用该法对实际样品进行了测定。

壳聚糖/纳米TiO2杂化材料的制备及抗菌性能表征

制备了壳聚糖/纳米TiO2杂化膜,表征了其抗菌性能,分析了影响TiO2纳米粒子在壳聚糖溶液中分散性的影响因素。FT-IR、AFM分析了杂化膜的结构与形态。表明促进TiO2颗粒良好分散有四个主要因素:(1)表面电荷的重新分布;(2)空间保护作用;(3)化学键的相互作用;(4)超声分散。抗菌实验表明壳聚糖/纳米TiO2杂化膜具有很强的抗菌性能,细菌的形态学变化具有两个显著的特点:(1)细胞内物质渗漏,在细胞周围形成了环状结构;(2)细胞表面囊泡的形成。

壳聚糖/纳米TiO_2复合膜的制备及其性能分析

采用溶胶-凝胶法制备了壳聚糖/纳米二氧化钛复合膜,用X-射线衍射(XRD)、热重分析(TGA)、傅立叶红外分析(FT-IR)进行表征,并测试了壳聚糖膜的机械性能。X-射线衍射(XRD)表明,添加TiO2改变了壳聚糖原来的排列。热重分析(TGA)表明,壳聚糖复合膜比纯壳聚糖膜具有更好的热稳定性。傅立叶红外分析(FT-IR)表明壳聚糖复合膜中存在Ti-O键。拉伸测试表明,添加纳米TiO2后能提高断裂强度。

普鲁士蓝/壳聚糖杂化膜修饰氧化锌球腔阵列/氧化铟锡电极制备及应用

用Langmuir-Blodgett技术制成了附着聚苯乙烯小球的氧化铟锡(InSnO)模板。将此模板水平置于由硝酸锌及柠檬酸组成的前驱体溶胶中,用溶胶-凝胶法制得氧化锌球腔阵列/氧化铟锡电极。采用电沉积法得到普鲁士蓝/壳聚糖杂化膜修饰的氧化锌球腔阵列/氧化铟锡电极。该电极在pH 7.0～8.0的溶液中具有良好的电化学活性,过氧化氢浓度在7.67×10-7～4.72×10-4mol.L-1范围内与相应的电流响应值呈线性关系,检出限(3S/N)为2.4×10-7mol.L-1。测定2.0×10-5mol.L-1过氧化氢溶液时,其相对标准偏差(n=10)为3.8%。

壳聚糖-沸石杂化膜的制备及其对酸性黑10B的吸附研究

通过制备壳聚糖-沸石杂化膜,研究了其对酸性黑10B的吸附脱色效果,考察pH、酸性黑10B初始浓度、温度和干扰离子强度对脱色效果的影响。实验表明:溶液pH为4.3时杂化膜吸附效果最佳,最大吸附容量为2 124.669 mg·g^(-1);一定范围内,酸性黑10B初始浓度上升有利于吸附,而当杂化膜达到吸附饱和时,初始浓度对平衡吸附量的影响趋于稳定;升高温度有利于吸附进行但影响较小;干扰离子的引入对吸附过程有明显的抑制作用,但不同强度所导致的差异较小。Langmuir吸附等温线拟合和热力学参数计算结果表明:杂化膜对酸性黑10B的吸附主要是单分子层的化学吸附,吸附过程为自发吸热;紫外-可见光及FTIR表征分析则进一步验证了杂化膜对酸性黑10B以化学吸附为主,同时具有一定的静电吸附作用。

电化学共沉积法制备金-壳聚糖纳米复合膜修饰电极及其在免疫传感器中的应用

采用电化学法,在低电位下壳聚糖与氯金酸混合为电解液,直接共沉积,制备出金-壳聚糖纳米复合膜修饰的电极.实验考查了壳聚糖与氯金酸质量比对金-壳聚糖纳米复合膜形貌的影响、不同沉积时间对其形貌的影响及不同沉积电位对复合膜的活性表面积的影响.并用此复合膜成功固定了人类绒毛膜促性腺激素抗体,研制成无电子媒介的人类绒毛膜促性腺激素免疫传感器.通过电化学交流阻抗、循环伏安法和计时电流法研究免疫传感器的制作过程和电化学特性.考察了电极修饰过程中的抗原、抗体培育时间、pH值、温度等条件对传感器性能的影响.该传感器在人类绒毛膜促性腺激素为0.2～100mIU/mL的范围内有良好的线性关系,检测下限为0.1mIU/mL.