高分配系数丙烯酸-氧化石墨烯水凝胶快速吸附吖啶橙动力学研究

本文探索了石墨烯水凝胶和H-AA-GO对吖啶橙(简称AO)的吸附动力学。结果表明:当浓度为50 mg/L,在100分钟内,石墨烯水凝胶和H-AA-GO对吖啶橙的去除率分别为35%和99.7%,H-AA-GO对AO吸附分配系数数值,从开始的30 min、0.7增加到2;30~60 min,从2增加到6;60~90 min,从6增加到18;90~120 min内,从18增加至最大值26,呈现较高的分配系数。H-AA-GO对吖啶橙的快速去除率源于羧基基团电离出的氢离子与吖啶橙分子中N带有的孤对电子形成路易斯酸碱。吸附动力学方程拟合数据表明:用准二级动力学描述H-AA-GO对吖啶橙的吸附行为更准确。

氧化石墨烯/聚丙烯酸基导电黏附凝胶的制备与性能

现有导电凝胶材料在实际使用时存在诸多缺陷,因此设计出一种兼具高强度、高黏附性和高导电性的凝胶材料具有重要的应用意义。本文以丙烯酸(AAc)和丙烯酸-N-羟基琥珀酰亚胺酯(AAc-NHS ester)为基体,聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)为交联剂,引入氧化石墨烯(GO)作为增效成分,通过光引发一步聚合法制备了复合凝胶材料(PAA-NHS/GO)。GO的引入提高了体系的交联度,增强了凝胶的稳定性并赋予了凝胶高导电特性。PAA-NHS/GO的拉伸强度、断裂伸长率、电导率分别可达0.336MPa、302.6%和0.93S/m。复合凝胶的功能基团能与组织表面产生强黏附效果,黏附强度超过40kPa,同时还具备高生物安全性和优异的生物相容性。在外力作用下,复合凝胶表现出稳定的应变传感特性。而在用于心电信号监测时,复合凝胶的灵敏度高,并可实现稳定清晰的信号传输。PAA-NHS/GO作为新型导电黏附凝胶,有望用于柔性可穿戴、生物传感、电子皮肤等领域。

N-异丙基丙烯酰胺/甲基丙烯酸/氧化石墨烯复合水凝胶研究

以N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)和甲基丙烯酸(MAA)为单体,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(BIS)为交联剂,过硫酸铵(APS)为引发剂,在氧化石墨烯(GO)水溶液中进行自由基原位聚合,制备了聚N-异丙基丙烯酰胺/聚甲基丙烯酸/氧化石墨烯(PNIPAM/PMAA/GO)复合水凝胶,研究了GO的含量变化对复合水凝胶性能的影响。结果表明,GO的加入能明显提高水凝胶的力学性能,复合水凝胶的平衡溶胀比随着GO含量的增加而降低,并且也具有优异的pH敏感性。

氧化石墨烯/聚丙烯酰胺/聚甲基丙烯酸复合水凝胶

以N,N-亚甲基双丙烯酰胺(BIS)为交联剂,过硫酸铵(APS)为引发剂,采用自由基引发聚合,使丙烯酰胺(AM)和甲基丙烯酸(MAA)在氧化石墨烯(GO)水溶液中进行共聚,制备了GO/PAM/PMAA复合水凝胶。研究了GO、MAA和BIS含量对复合水凝胶性能的影响。结果表明,GO/PAM/PMAA复合水凝胶具有三维网络结构,表现出pH敏感性,具有较好的药物缓释性能;热稳定性、力学性能随GO、BIS含量的增加而增强;平衡溶胀比随GO、BIS含量的增加而降低,随MAA含量的增加先增大,后减小,当n(AM)∶n(MAA)=10∶1时达到最大值。

聚丙烯酸/氧化石墨烯自修复水凝胶的合成及性能

通过改进的Hummers方法成功制备了氧化石墨烯(GO)。以Fe^(3+)为交联剂、丙烯酸(AA)为单体、GO为增强剂,采用原位聚合法制备了聚丙烯酸(PAA)/GO自修复水凝胶。考查了不同GO含量下,PAA/GO自修复水凝胶的溶胀性能,并探讨了GO含量、Fe^(3+)含量和H_2O含量对PAA/GO自修复水凝胶力学性能的影响,研究了PAA/GO自修复水凝胶的自修复性能。结果表明,Fe^(3+)含量、GO含量和H_2O单体含量分别为0.5%(摩尔分数)、0.5%(质量分数,下同)、80%时,具有最佳力学性能(其拉伸强度为743.5 kPa,断裂伸长率为2940.5%);GO含量为0.25%时,PAA/GO自修复水凝胶的吸水性能最大;PAA/GO自修复水凝胶具有优异的自修复性能。

聚丙烯酸/氧化石墨烯复合水凝胶制备及对亚甲基蓝吸附

以丙烯酸（AA）为原料,二丙烯酸酯（Pul DA）分散的氧化石墨烯（GO）纳米胶粒（GO-Pul DA）为增强剂,N,N＇-亚甲基双丙烯酰胺（BIS）为交联剂,通过自由基共聚合制备了一系列结构均一的聚丙烯酸/氧化石墨烯复合水凝胶（PAA/GO-Pul DA）。考察了BIS质量浓度、GO质量浓度以及溶液pH值对复合水凝胶力学性能、吸水性和亚甲基蓝（MB）吸附量的影响。结果表明,当GO质量浓度从0.1 g/L增加至1.0 g/L时,复合水凝胶拉伸强度从5.0 k Pa增加至10.4 k Pa,断裂伸长率高于100%,当GO的质量浓度为0.3 g/L时,复合水凝胶的断裂伸长率最高为151%;复合水凝胶表现出pH敏感的高吸湿性,pH从3.0增加至6.8时,平衡溶胀比（SRe）变化可达386 g/g,pH=6.8时最大SRe高达490 g/g。当溶液pH值从3.0增加至11.0时,PAA/GO-Pul D对MB的平衡吸附量（qe）可增加1 400~1 500 mg/g,pH=11.0时最大的qe高达1 789 mg/g。复合水凝胶对MB的吸附行为符合准一级动力学模型。5次吸附-解吸附循环后,相对于首次吸附,PAA/GO-Pul D对MB的吸附能力仍保持高达60%,解吸附效率高于90%。

氧化石墨烯/聚海藻酸钠丙烯酸凝胶的制备及溶胀性能研究

采用化学交联法合成了新型的氧化石墨烯/聚海藻酸钠丙烯酸凝胶,考察了氧化石墨烯的用量对凝胶的结构和溶胀性能的影响,并对凝胶的溶胀行为与pH的响应性进行了研究。结果表明:随着氧化石墨烯含量的增大(w<0.05%),凝胶的溶胀性能也会随之增大;当氧化石墨烯质量分数为0.05%时,凝胶的溶胀性能最大;当氧化石墨烯含量(w>0.05%)继续增大时,凝胶的溶胀性能随之减小。在中性介质中,凝胶的溶胀能力最高,在酸性和碱性介质中,也保留着相对较高的溶胀能力。

聚甲基丙烯酸-2-羟乙酯水凝胶载药(类软骨)膜的制备及性能

背景:聚甲基丙烯酸-2-羟乙酯载药生物材料既有优异的生物学功能,又能释放药物,是一种潜在的组织工程支架材料和缓、控释药物载体材料。目的:观察布洛芬-聚甲基丙烯酸-2-羟乙酯水凝胶膜表面形态、吸水膨胀性能及缓控释性能。设计、时间及地点:体外观察实验,于2008-01/05在福建医科大学药学院药学综合实验室完成。材料:甲基丙烯酸-2-羟乙酯为Aldrich Chemical Company产品;布洛芬为山东新华制药股份有限公司产品;过硫酸铵为广东省化学试剂工程技术研究开发中心产品;N-N’-亚甲基双丙烯酰胺为苏州市化工研究所有限公司产品。方法:选甲基丙烯酸-2-羟乙酯为单体、过硫酸铵为引发剂、N-N’-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂、布洛芬为模型药物水相聚合,通过分步法和同步法导入药物。主要观察指标:光学显微镜和扫描电镜观察凝胶膜的表面形态;水溶液法测定凝胶膜的膨胀性能,拟体液环境中测定凝胶膜的释药特征。结果:含有N-N’-亚甲基双丙烯酰胺的水凝胶膜表面褶皱和沟痕更少,整体面光滑。随着交联剂加入量增加,吸水溶胀度减小,水凝胶膜形成体型结构的趋势增大。不论是同步法还是分步法所制的载药水凝胶膜,其释药达到平台的时间都比未加入交联剂的凝胶膜要长,但同时也发现在交联剂加入后,膜的载药量在减少,综合各因素以N-N’-亚甲基双丙烯酰胺含量7.5g/L为较佳方案。结论:水凝胶膜表面形态理想,导入药物后的载药膜具有良好的膨胀性能和更优秀的缓、控释特征。

高强度聚N,N-二甲基丙烯酰胺/氧化石墨烯复合水凝胶的制备

以N,N-二甲基丙烯酰胺(DMA)为单体,N,N-胱胺二丙烯酰胺(CBA)为交联剂,在氧化石墨烯(GO)水分散液中进行自由基原位聚合,制备了高强度PDMA/GO复合水凝胶,研究了GO和交联剂CBA的含量对复合水凝胶性能的影响。结果表明,复合水凝胶的热稳定性、拉伸强度和压缩强度随GO和CBA含量的增加而增加,其平衡溶胀比随GO含量的增加而减小。利用CBA的二硫键可以还原断裂的性质,通过热重分析测定了PDMA在GO表面的接枝效率。结果表明,GO不是简单共混在水凝胶中,而是起到了交联剂的作用,使得复合水凝胶具有优良的拉伸强度和压缩强度。

聚(丙烯酰胺-co-丙烯酸)水凝胶的溶胀性能研究

探讨了用辉光放电电解等离子体引发制备的聚(丙烯酰胺-co-丙烯酸)(P(AM-co-AA))水凝胶的溶胀动力学行为,研究了pH、温度和盐溶液浓度对平衡溶胀率的影响.结果表明,20℃时,P(AM-co-AA)水凝胶在蒸馏水中4h达溶胀平衡;溶胀过程遵循non-Fick溶胀扩散行为;该水凝胶具有pH敏感性和盐敏感性;在pH=6.4和pH=2.0的溶液中具有可逆溶胀-消溶胀开关行为;在单价阳离子盐溶液中的平衡溶胀率比二价阳离子溶液中的更高.

三维网络结构镍钴氢氧化物/石墨烯水凝胶复合材料的合成及电化学性能

本工作采用化学还原法对氧化石墨烯进行预还原,再将其与Ni(NO_(3))_(2)·6H_(2)O、Co(NO_(3))_(2)·6H_(2)O混合进行水热反应,得到三维网络结构镍钴氢氧化物/石墨烯水凝胶复合材料,通过调节氧化石墨烯的量获得电化学性能最佳的镍钴氢氧化物/石墨烯水凝胶(NiCo-OH/GH_(100)),镍钴氢氧化物纳米片均匀分布在石墨烯表面。0.5 A/g电流密度下NiCo-OH/GH_(100)的比容量为590 F/g,电流密度增加到10 A/g时比容量保持率为76.1%,展现出较高的比容量和良好的倍率性能。组装的NiCo-OH/GH_(100)//碳纳米管复合氮掺杂石墨烯水凝胶(NCGH)非对称超级电容器(ASC)在20 A/g下充放电循环10 000次,比容量保持率达92.9%,功率密度为375 W/kg时的能量密度达23.9 Wh/kg。

聚多巴胺修饰还原石墨烯负载纳米银复合Gap19多肽水凝胶的制备及抗菌评价

背景:活髓保存疗法是治疗深龋等口腔常见疾病的主要疗法之一,盖髓材料的抗菌性能对疗效至关重要。目前常用的盖髓材料抗菌性较弱并会激起牙髓组织一定的炎症反应,从而导致治疗失败。目的:探讨纳米银-还原氧化石墨烯/聚多巴胺/甲基丙烯酰化明胶@Gap19水凝胶材料的抗菌作用。方法:制备纳米银-还原氧化石墨烯。使用含不同质量浓度纳米银-还原氧化石墨烯的完全培养基培养人牙髓干细胞,采用CCK-8实验检测细胞增殖。采用抑菌圈实验检测不同质量浓度纳米银-还原氧化石墨烯对金黄色葡萄球菌的抑制作用。通过CCK-8与抑菌圈实验结果筛选促细胞增殖与抑菌效果最明显的纳米银-还原氧化石墨烯质量浓度,负载于水凝胶中。使用含不同浓度Gap19(一种针对连接蛋白43半通道的特异性抑制剂)的完全培养基培养人牙髓干细胞,采用CCK-8实验检测细胞增殖,筛选促细胞增殖效果最明显的Gap19浓度,负载于水凝胶中。制备纳米银-还原氧化石墨烯/聚多巴胺/甲基丙烯酰化明胶@Gap19(AgNPs-rGO/PDA/GelMA@Gap19)水凝胶,表征该水凝胶材料的理化性质。将金黄色葡萄球菌(或大肠杆菌、变异链球菌、乳酸杆菌)悬液分别与三氧化矿物凝聚体、聚多巴胺/甲基丙烯酰化明胶水凝胶、纳米银-还原氧化石墨烯/聚多巴胺/甲基丙烯酰化明胶水凝胶与AgNPs-rGO/PDA/GelMA@Gap19水凝胶共培养,以单独培养的细菌悬液为空白对照组,检测各组水凝胶的抗菌率。结果与结论:①通过CCK-8与抑菌圈实验结果确定纳米银-还原氧化石墨烯的最佳质量浓度为12.5μg/mL,通过CCK-8实验确定Gap19的最佳浓度为20μmol/L;②扫描电镜下可见AgNPs-rGO/PDA/GelMA@Gap19水凝胶呈褶皱多孔状,纳米银在水凝胶表面及内部均有负载;能谱分析结果显示纳米银-还原氧化石墨烯与Gap19成功负载至水凝胶上;③4种水凝胶对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、变异链球菌、乳酸杆菌均具有明显的抑制作用,并且以纳米银-还原氧化石墨烯/聚多巴胺/甲基丙烯酰化明胶水凝胶与AgNPs-rGO/PDA/GelMA@Gap19水凝胶的抗菌作用最显著,说明AgNPs-rGO/PDA/GelMA@Gap19水凝胶作为一种新型盖髓材料具备明显的抗菌作用。

氧化石墨烯/壳聚糖水凝胶中羟基磷灰石的制备

羟基磷灰石(HA)具有良好的生物兼容性和骨传导性,但其机械强度低,制约了它的广泛使用.而氧化石墨烯(GO)和壳聚糖(CS)的复合材料独特的多孔状结构使其具有优秀的力学性能,因此将HA、GO和CS三者结合在一起所得到的复合物更能符合人们的需求.文章探究了交联剂作用下CS/GO复合水凝胶的制备,并以其为载体和模板在配位和静电吸引的协同效应下诱导调控HA的结晶.利用傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、X线粉末衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)对样品的结构和形貌进行了表征和测试.结果表明,在水热反应体系中磷酸肌酸二钠缓慢水解释放磷酸根更有利于类球形复合物HA/CS/GO的形成.该方法为制备具有生物相容性的HA/凝胶复合物提供了一条途径,并为其在潜在应用提供了基础研究和探讨.

海藻酸钠-g-聚丙烯酰胺/氧化石墨烯复合水凝胶的制备及控释行为

以海藻酸、丙烯酰胺为单体,氧化石墨烯为原料制备了海藻酸钠-g-聚丙烯酰胺/氧化石墨烯(NaAlg-g-PAAm/GO)复合水凝胶,采用傅里叶变换红外光谱和扫描电镜对其结构和形貌进行了表征;当GO的质量分数从0.6%增至3.2%时,溶胀率从37%减至21%;阳离子对水凝胶的溶胀性的影响能力是Fe3+>Ca2+>K+;以5-氟尿嘧啶(5-FU)为抗癌药物模型,模拟胃腔和小肠的环境,研究了在pH=1.2和pH=7.4的缓冲溶液中复合水凝胶的控制释放行为,实验结果表明水凝胶在pH=7.4的缓冲溶液中的累积释放率明显高于在pH=1.2的溶液中的累积释放率,所以该类水凝胶有望成为靶向药物释放的载体。

二硫化钼-氧化石墨烯纳米粒子的添加量对水性聚氨酯丙烯酸树脂涂层防腐蚀性能的影响

金属腐蚀给世界经济带来巨大损失,防止金属腐蚀成为人们关注的焦点.采用一种简单的方法合成二硫化钼-氧化石墨烯(molybdenum disulfide-graphene oxide,MoS_(2)-GO),将其作为纳米填料加入水性聚氨酯丙烯酸树脂(waterborne polyurethane acrylic,WPUA)涂层,解决金属腐蚀的问题.首先,利用氨基丙基三乙氧基硅烷(aminopropyltriethoxysilane,APTES)对二硫化钼进行改性合成硅烷偶联剂改性二硫化钼(molybdenum disulfide modified by silane coupling agent,A-MoS_(2));然后,将A-MoS_(2)与氧化石墨烯(graphene oxide,GO)在N,N-二甲基甲酰胺(dimethyl formamide,DMF)中进行反应得到MoS_(2)-GO纳米粒子;最后,按照不同添加量(0%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%和1.0%)将其加入WPUA涂层.结果显示:MoS_(2)-GO纳米粒子成功合成,对比发现其中0.4%MoS_(2)-GO/WPUA涂层的表面平整致密,接触角为99.67°;在3.5%NaCl溶液中浸泡28 d Bode图中|Z|_(0.01Hz)为3.19×10^(7)Ω·cm^(2),Nyquist图为1个半圈,相角图表现为90°的单峰,表明具有更好的防腐蚀性能.

高性能多层氧化石墨烯基复合水凝胶的可控合成方法研究

以多层氧化石墨烯(GO)为原料,羟丙基纤维素(HPC)为骨架,采用溶剂热法制备还原氧化石墨烯复合海绵的前驱物——三维还原氧化石墨烯复合水凝胶。考察分散液配比、置换程度、pH、反应时间与温度、HPC添加量等因素对水凝胶成型性的影响。结果表明:分散液中无水乙醇与去离子水最佳配比为1∶1;离心时间30min、置换次数6次时层间水分置换最彻底;pH=8、反应温度210℃、时间14h、HPC添加量10mg时制备效果最佳。

聚丙烯酰胺-氧化石墨烯强吸水凝胶的制备与性能研究

本实验通过水溶液聚合法以氧化石墨烯(GO)作为纳米填充体,N,N,-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂、氧化还原低温引发,与丙烯酰胺聚合制备强吸水凝胶的复合材料。结果表明,通过所述方法制得的聚丙烯酰胺-GO吸水凝胶具有良好的吸水性、耐盐性和机械强度,添加量为1%,在蒸馏水中吸水倍率可达34倍,大庆模拟地层水中可达10倍,断裂伸长率220%以上,主要是GO片层能与聚合物链之间形成物理交联点和化学键合的纳米网状结构,增强了水凝胶的性能。

聚合物/氧化石墨烯复合水凝胶的制备与性能研究

文章以氧化石墨烯(GO)、丙烯酸、丙烯酰胺、过硫酸铵、N,N-亚甲基双丙烯酰胺为原料,制备聚丙烯酸-氧化石墨烯(PAA-GO)、聚丙烯酰胺-氧化石墨烯(PAM-GO)复合水凝胶材料。利用XRD、SEM对材料结构和形貌进行表征,并探究GO对聚丙烯酸(PAA)、聚丙烯酰胺(PAM)的吸水和耐盐性能的影响。结果表明,GO对PAA、PAM的亲水性和耐盐性改性效果显著,其中PAA-GO的吸水性能是PAA的2.2倍,PAM-GO的吸水性能是PAM的1.4倍;而PAA-GO的耐盐性能是PAA的4.3倍,PAM-GO的耐盐性能是PAM的1.5倍。

基于氧化石墨烯-透明质酸-聚乙二醇的复合超分子水凝胶的制备及性能

超分子水凝胶作为生物材料已被广泛应用于医疗领域,但是因为其强度低和稳定性差,在应用于敷料、支架和药物载体时仍存有一定局限性。为了提高超分子水凝胶的力学性能,本研究设计了以透明质酸(HA)接枝β-环糊精(β-CD)和氧化石墨烯(GO)为主体聚合物,四臂聚乙二醇(PEG)接枝金刚烷(AD)为客体聚合物,利用环糊精和金刚烷官能团的主客体相互作用成功制备出了氧化石墨烯-透明质酸-聚乙二醇超分子水凝胶(GHCAP)。与未添加氧化石墨烯的透明质酸-聚乙二醇超分子水凝胶(HCAP)相比,GHCAP的弹性模量显著提高,并且在相同环境下GHCAP对菊苣酸药物的负载率达到43.38%。所构筑的超分子水凝胶GHCAP有望应用于组织敷料和药物载体等医用生物材料领域。

水基聚氨酯丙烯酸酯/氧化石墨烯复合乳液的制备与表征

以天然石墨为原料,采用改进的Hummers法制备了氧化石墨,进而超声剥离制备了氧化石墨烯.通过原位聚合法制备了系列水基聚氨酯丙烯酸酯/氧化石墨烯复合乳液,并研究了不同氧化石墨烯含量对乳胶膜热稳定性和吸水率的影响.实验结果表明:制备了氧化程度较高的氧化石墨烯,随着氧化石墨烯含量的增加,胶膜的吸水率先减小后增大.当氧化石墨烯的含量为0.5%时,胶膜的热稳定性最好.