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%。

普鲁士蓝/壳聚糖共沉积膜修饰电极的交流阻抗谱研究

壳聚糖与普鲁士蓝同时在金电极上电沉积获得的复合膜具有良好的电子传递性能和对过氧化氢的电催化性能,可以为生物分子提供合适的亲水性环境,进而研发性能优异的电化学生物传感器。交流阻抗谱法可用于研究电极表面修饰性能,该文对普鲁士蓝/壳聚糖(PB/CS)共沉积膜的交流阻抗测量条件进行了选择,并通过对交流阻抗谱的分析探讨了制备PB/CS共沉积修饰膜的最佳条件:电沉积液的pH值为2,电解电压为0.4 V,电沉积时间为300 s。这与循环伏安法的研究结果完全一致,并通过对交流阻抗曲线的讨论更深入地解释了其中的原因。

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。

壳聚糖/SiO_2杂化膜制备及其对铜离子吸附性能的研究

用硅偶联剂氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)作为前躯体和交联剂,与壳聚糖通过溶胶-凝胶反应制备了壳聚糖/SiO2纳米杂化膜.用红外光谱对杂化膜进行表征,并研究杂化膜的溶胀性能、耐酸性能及不同的因素对杂化膜吸附重金属铜离子性能的影响.结果表明:红外光谱图显示杂化膜内有新键产生,引入了Si-O-Si结构.壳聚糖/SiO2纳米杂化膜溶胀性能降低,耐酸性能提高,吸附铜离子性能提高.当壳聚糖/SiO2纳米杂化膜中SiO2的质量分数为6.8%时杂化膜吸附铜离子性能最好.室温下溶液pH值为5、铜离子浓度为0.05 mol/L、时间为60 min时,杂化膜CSH1对铜离子有较好的吸附效果.

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/碳酸钙杂化膜的研究

通过壳聚糖／钙盐复合膜浸泡在Na2CO3水溶液的方法制备出了壳聚糖／碳酸钙杂化膜。用X射线衍射仪和扫描电子显微镜表征了杂化膜内碳酸钙的晶体结构和形貌。研究了杂化膜的力学性能、溶胀率、吸光度及热稳定性。结果表明：杂化膜内碳酸钙为长3．0μm，宽1．0μm的棒状晶体，以及直径为1．0～5．0μm的多层球形晶体。随着碳酸钙的质量分数从2．69％增加到4．20％，杂化膜的溶胀率从231．6％下降到149．5％，膜的吸光度也逐渐增加。当W（CaCO3）=3．12％时，杂化膜的拉伸强度达到最大值52．12MPa。杂化膜的分解温度为315℃，高于壳聚糖膜的分解温度290℃。这种生物相容性好的杂化膜有单用作骨细朐培养的支架材料．

接枝改性壳聚糖负载铂纳米簇杂化膜催化苯加氢反应研究

对壳聚糖(CS)进行甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)的接枝改性,并与Pt纳米簇进行杂化,制备出Pt/CS-g-GMA杂化膜。采用TEM、XRD、1HNMR和XPS等手段对杂化膜结构进行了表征,并研究了其对苯液相加氢反应的催化性能。结果显示:相对于壳聚糖负载铂纳米簇杂化膜催化剂(Pt/CS),使用Pt/CS-g-GMA杂化膜催化苯加氢反应,苯的转化率大幅度提高,从0.54%增加到了2.14%,环己烯的选择性一直保持在55%左右。而使用纯铂纳米簇催化剂时,产物中没有环己烯生成。因此,CS-g-GMA膜在控制苯选择性加氢反应中起到了重要作用。GMA基团的引入改变了壳聚糖的结晶度,增加了膜在苯中的溶胀度,详细讨论了杂化膜的结构、膜的溶胀度以及催化性能之间的关系。

壳聚糖/SiO_2杂化材料膜制备的研究

由甲壳质制得不同脱乙酰度、粘度的壳聚糖 ;制成的壳聚糖盐酸溶液与正硅酸乙酯在不同的条件下混合 ,得到一种杂化材料 ;通过红外光谱检测和物理性质观测到部分产物有新键形成 ;反应温度、时间、pH值对产物所形成膜的物理和机械性质有影响 ;与壳聚糖膜相比 ,部分杂化膜不溶解于稀酸溶液。

铂纳米簇/壳聚糖杂化膜催化苯部分加氢制备环己烯

研究了铂纳米簇/壳聚糖杂化膜(Pt/CS)对液相苯部分加氢反应的催化性能。通过微波加热还原氯铂酸的方法制备了单分散铂纳米簇,并将其与壳聚糖(CS)进行杂化后得到铂纳米簇/壳聚糖杂化膜。利用TEM、FT-IR、XRD和XPS等对铂纳米簇以及杂化膜的结构进行了表征,透射电镜表明,铂纳米颗粒平均粒径为3.7 nm,XPS结果显示,杂化膜中的Pt与壳聚糖上的N和O之间存在一定程度的配位。结果表明,用Pt/CS催化液相苯加氢反应,反应2 h,部分加氢产物环己烯选择性可达68%,单独以Pt纳米簇作催化剂无壳聚糖膜时,无环己烯生成,环己烷是惟一产物。

壳聚糖/二氧化硅杂化膜固定化糖化酶的研究

利用正硅酸乙酯与壳聚糖通过溶胶-凝胶反应制备了壳聚糖/SiO2杂化膜,用来固定糖化酶。对固定化酶的酶学性质进行了研究,结果表明:SiO2含量为4%的杂化膜相对酶活最高,达到了77.91%。固定化酶的最适作用温度为50℃,最适作用pH为5.2,固定化酶的耐受热性及pH稳定性较游离酶有所提高。

壳聚糖/硅杂化膜对直接桃红12B吸附性能研究

利用壳聚糖和硅偶联剂乙烯基三乙氧基硅氧烷改性的纳米二氧化硅,制备了壳聚糖/硅杂化膜.用扫描电镜观察杂化膜表面SiO2的分布情况,并考察了不同温度、吸附时间、pH条件下,直接桃红12B在杂化膜上的吸附行为.结果表明:纳米SiO2粒子在壳聚糖相内均匀分散,无机相与有机相交界处会出现空隙.当温度为55℃,pH=8,吸附时间为4.5 h,直接桃红12B质量浓度为60 mg/L时,直接桃红12B在杂化膜上有比较高的吸附量.另外,试验数据表明,直接桃红12B在杂化膜上的吸附模型更适合用Langmuir吸附等温线来描述.

铂纳米簇/N-己基化壳聚糖杂化膜催化苯加氢反应研究

对壳聚糖进行了N-己基化改性,并在此基础上制备了铂纳米簇/N-己基化壳聚糖杂化膜,研究了该杂化膜催化剂在苯加氢反应中的催化性能。利用FT-IR、TEM、XRD和XPS等手段对杂化膜催化剂的结构进行了表征。TEM结果显示,铂纳米粒子平均直径约为5 nm,XPS结果表明,Pt与壳聚糖中的N和O之间存在一定程度的配位。用N-己基化壳聚糖负载铂纳米簇杂化膜催化苯液相加氢反应,部分加氢产物环己烯的选择性可达60.3%,而单独以Pt纳米簇作为催化剂无壳聚糖膜时,没有环己烯生成。结合催化剂表征结果和催化性能分析,杂化膜在反应体系中的溶胀过程以及Pt与N、O之间的配位作用等因素是控制苯加氢反应的主要原因。

壳聚糖-沸石杂化膜的制备及其对Pb^(2+)吸附性能的研究

制备了壳聚糖-沸石杂化膜,对其进行热重和扫描电镜表征,就壳聚糖-沸石杂化膜对Pb2+的吸附行为进行了探讨.沸石的加入使壳聚糖膜产生了孔穴,增大了比表面积,提高了吸附性能.实验结果还表明沸石与壳聚糖质量比4∶5为最佳配比,吸附的最佳溶液pH为5.0,温度对吸附作用的影响比较小.壳聚糖沸石杂化膜对Pb2+的吸附符合Langmuir吸附等温线方程.

改性壳聚糖硅杂化膜吸附铜离子性能研究

用氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)分别与壳聚糖及羧甲基壳聚糖交联制备了纯壳聚糖硅杂化膜和羧甲基壳聚糖硅杂化膜.用红外光谱对2种杂化膜进行表征,并研究了2种杂化膜的溶胀性能及不同因素如铜离子浓度、膜质量、温度、pH和时间对杂化膜吸附重金属铜离子的影响.结果表明:2种杂化膜内皆有新键产生,引入了Si—C及Si—O—Si.与纯壳聚糖硅杂化膜相比,羧甲基壳聚糖硅杂化膜的溶胀性能降低.在室温下,溶液pH为6,Cu2+浓度为0.05 mol/L,分别吸附45 min和90 min,纯壳聚糖硅杂化膜和羧甲基壳聚糖硅杂化膜对铜离子都有较好的吸附.其中,羧甲基壳聚糖硅杂化膜上的铜离子吸附量要高于纯壳聚糖硅杂化膜.吸附动力学研究表明,2种杂化膜对Cu2+的吸附适合用二级动力学模型描述.

自组装的壳聚糖/SiO_2杂化膜

以硅溶胶为晶种，使硅酸钠在壳聚糖膜中自组装形成SiO2微粒和晶须，并得到壳聚糖／SiO2杂化膜（以下简称杂化膜）。用电子扫描电镜观察了SiO2微粒和晶须的形貌，研究杂化膜在水中的溶胀率，杂化膜的拉伸强度、伸长率和弹性模量等力学性能，杂化膜的热稳定性能。结果表明：杂化膜内SiO2为长3．0～6．0μm，宽150nm的晶须，以及直径为3．0μm的微粒；当膜内SiO2质量分数为7．5％时，杂化膜的力学性能达到最佳，其拉伸强度、弹性模量和断裂伸长率分别为38．39MPa、2383．02MPa、19．82％；随着杂化膜内SiO2质量分数从2．5％增加到12．5％，其溶胀率从112．0%下降到83．7％；杂化膜在200-800nm波长范围的吸光度也逐渐降低；杂化膜的分解温度为314℃，高于单纯壳聚糖膜的分解温度290℃，表明SiO2晶须与壳聚糖杂化可提高壳聚糖膜的热稳定性。

壳聚糖/磷钙杂化膜的制备与性能研究

将壳聚糖/钙盐复合膜浸泡在磷酸二氢钾溶液中制备了壳聚糖/磷钙杂化膜。用电子扫描电镜观察杂化膜和膜内磷钙微粒的形貌，研究了杂化膜的力学性能、溶胀率、吸光度及热稳定性。结果表明，杂化膜内磷钙晶体为柱状和层状结构，磷钙被包裹在杂化膜内，并与壳聚糖膜形成紧密的连续结构。随着膜中磷钙的质量分数从2.1%增加到8.0%，膜的溶胀率从102%增加到144%，其在200-800 nm波长范围的吸光度也逐渐增加。当磷钙的质量分数为7.0%时，杂化膜的力学性能最佳，其拉伸强度为54.42 MPa、弹性模量为4045.72 MPa、断裂伸长率为4.85%。杂化膜的热分解温度为299℃，高于壳聚糖膜的分解温度290℃。这种具有层状磷钙结构的杂化膜具有良好的生物相容性，可作为一种潜在的支架材料。

壳聚糖基杂化膜的制备及吸附Cr^(3+)研究

利用溶胶-凝胶法制备了一系列的壳聚糖/硅烷偶联剂有机-无机杂化膜,用FT-IR、SEM、TGA等对其进行表征,研究壳聚糖与硅烷偶联剂杂化后结构变化,且探讨了初始质量浓度、温度、时间、pH对杂化膜吸附能力的影响,结果表明制备的杂化膜与壳聚糖膜相比水溶性大大降低.在杂化膜制备过程中加入氨基酸、氯化钠能有效地提高杂化膜的吸附率.当Cr^(3+)初始质量浓度为3.00g/L、温度为55℃、吸附时间为60min、pH为4.3时,2.0g杂化材料对100mL 3.00g/L Cr^(3+)溶液中Cr^(3+)的吸附率为86.7%.

壳聚糖/碳酸钙杂化膜固定化糖化酶的研究

以壳聚糖、碳酸钙等为载体制备杂化膜,研究杂化膜的最佳制备条件。研究结果表明,当碳酸钙含量为1.803%时,膜较柔软,有弹性,不溶解,杂化膜相对酶活最高,达74.42%。以此杂化膜固定糖化酶。对固定化酶的酶学性质研究结果表明,固定化酶的最适温度为65℃,最适pH为4.6,固定化酶的耐热性及pH稳定性较游离酶有所提高。