用脉冲梯度场核磁共振技术研究乙醇-水混合液在壳聚糖渗透汽化膜中的自扩散过程

用脉冲梯度场核磁共振技术 (PFG -NMR)研究了水、乙醇和乙醇 -水混合液在硫酸交联的壳聚糖渗透汽化膜和未交联的壳聚糖渗透汽化膜中的自扩散过程 ,得到了乙醇和水的溶解度和自扩散系数 ,阐述了水和乙醇透过壳聚糖膜的机理 ;实验结果表明 :水和乙醇是分别由两种不同类型的扩散通道透过膜的 ;水是由亲水性的离子化通道扩散透过膜 ,而乙醇是由亲油性的高分子无定形区扩散透过膜 ;PFG -NMR方法所得到的结果与渗透汽化实验所得到的结果完全一致。

脉冲梯度场核磁共振技术在多糖类凝胶中的应用

深入理解凝胶中分子的自扩散行为有助于聚合物凝胶的基础研究、食品质地的改善、凝胶类药物递迭系统及分离膜等材料的开发。通过脉冲梯度场核磁共振技术(PFG NMR)测量自扩散系数(D)是阐明凝胶体系中分子动力学的有效手段。探针聚合物在随机介质如溶胶或凝胶中的自扩散取决于基质的结构和迁移率、探针分子的流体力学性质及探针分子与基质之间的相互作用。探针分子与凝胶之间不存在直接分子间相互作用时,其在凝胶中的自扩散主要受流体力学相互作用的影响,因此通过引入并研究探针分子在凝胶中的自扩散行为,可以间接获取凝胶网络结构的信息。本文第一部分简述了自扩散现象及自扩散系数测量技术;第二部分着重介绍了脉冲梯度场核磁共振技术测量自扩散系数的原理;第三部分结合具体的实验方法及实例重点介绍PFG NMR如何被应用于研究多糖类凝胶形成过程中多糖分子构象及动力学的变化;然后介绍如何通过探针分子在凝胶中的自扩散行为评价凝胶的网孔尺寸的变化;最后,通过对探针分子自扩散系数时间依存性的考察,评价其在凝胶相分离研究中的应用价值。

淬火温度对琼胶多糖凝胶过程的影响

为表征琼胶多糖溶液在淬火后形成凝胶过程中分子构象的变化,提出脉冲梯度场核磁共振技术表征的新手段。通过测量溶液中琼胶多糖分子的质子信号强度和自扩散系数的变化,考察了淬火温度对琼胶多糖形成凝胶过程影响。研究发现,淬火发生30 min内,多糖质子信号强度及自扩散系数都急剧减小,而后在恒温测量(0.5~18 h)期间,多糖质子信号强度进一步减小。在恒温测量(0.5~18 h)期间,当淬火温度接近凝胶转变温度时,琼胶多糖分子的自扩散系数变大,而当淬火温度低于凝胶转变温度时,琼胶多糖的自扩散系数会减小。结果表明:淬火发生后凝胶分两步形成:首先,多糖分子形成聚合物网状结构;其次,随着时间的推移,越来越多的多糖分子进入到聚合物网状结构。如果淬火温度低于凝胶转变温度,体系的变化快而显著。

等级孔分子筛的可控合成、扩散研究及催化应用

等级孔分子筛是一类具有两种或多种以特定形式排布的孔结构的分子筛材料.多层等级的孔结构使得分子筛孔道内的分子扩散得到显著改善,进而提升了其在吸附和非均相催化等领域的应用性能.等级孔分子筛的制备策略通常有两种,即“自上而下”后处理法(如对母样分子筛进行脱铝、脱硅产生介孔)和“自下而上”合成法(如软模板、硬模板法).本文主要对近20年来等级孔分子筛的合成方法进行了梳理,并着重介绍了具有较高应用潜力的“自上而下”制备法.鉴于合成等级孔分子筛的主要目的是提高分子的晶内扩散,对近年来客体分子在等级孔分子筛内扩散的实验研究也进行了简要综述.此外,本文还综合评述了等级孔分子筛与传统分子筛在催化应用中的对比,以展示前者在提升催化性能方面(如活性、选择性等)的独特优势.