荷结构电荷层状物质的制备、界面电化学性能及药物载体应用研究

山东大学博士学位论文荷结构电荷层状物质的制备、界面电化学性能及药物载体应用研究姓名：焦燕妮申请学位级别：博士专业：物理化学指导教师：侯万国20070416荷结构电荷层状物质的制备、界面电化学性能及药物载体应用研究作者：焦燕妮学位授予单位：山东大学相似文献(9条)1.期刊论文姜鹏.侯万国.韩书华.胡季帆.李冬青Zn-Mg-Al型类水滑石纳米颗粒制备及晶体结构-高等学校化学学报2002,23(1)采用液相非稳态共沉淀法合成了锌镁铝类水滑石（Zn-Mg-Al-HTlc）颗粒,考察了其化学组成、晶体结构、粒子形貌及原料配比的影响等.结果表明,Zn-Mg-Al-HTlc样品中的n(Zn)/n(Zn+Mg+Al)比原料配比低,而n(Mg)/n(Zn+Mg+Al)基本无变化.n(Al)/n(Zn+Mg+Al)（x）在0.22～0.40范围内是纯类水滑石相,超出此范围时出现异相;x0.22时出现ZnO相;x0.40时出现Al(OH)3相.所制备的Zn-Mg-Al-HTlc颗粒的晶胞参数a=0.27～0.32nm,c=2.27～2.42nm,层间距在0.75～0.81nm之间,层间通道的高度约0.30nm.样品颗粒均为较规则的六边形片状粒子.XRD-Scherrer公式计算结果表明,粒子的平均晶粒度在30～45nm之间.TEM结果表明,平均颗粒度随x的值趋于减小,x0.33时平均颗粒度基本小于100nm.x值相近,Zn含量增加,平均颗粒度有增大趋势;n(Zn)/n(Al)相近,Mg含量增加,平均颗粒度有减小趋势.2.学位论文侯万国混合金属层状氢氧化物制备、界面电化学及混合金属层氢氧化物-蒙脱土悬浮体触变性研究2003混合金属层状氢氧化物是指由两种或两种以上金属元素组成的具有水滑石层状晶体结构的氢氧化物,是一类近年来备受关注的层状材料.MMLH还有许多名称,如层状双金属氢氧化物、类水滑石、水滑石型化合物、阴离子粘土等.目前,有关MMLH的制备、性能及应用研究已成为胶体与界面化学、材料学和油田化学等领域的研究热点之一.该文系统研究了Zn-Mg-Al型和Mg-Fe-Al型MMLH的合成、表征、界面电性能及MMLH-蒙脱土悬浮体的触变性等,其中有关带结构电荷固体颗粒零电荷点、表面电离/络合平衡常数、复合触变性等方面的研究还鲜见他人涉及.第一章混合金属层状氢氧化物的合成与表征如上所述,由于MMLH重要的理论研究价值和应用价值,日益受到学术界和工业界的关注,其制备和表征已成为研究的热点之一.但前期合成的MMLH主要是二元的,三元以上的较少.三元以上的MMLH的制备规律或如何获取纯类水滑石相是目前人们非常感兴趣的问题之一.该章主要研究了化学组成通式为[(Zn,Mg),xAl,1-x(OH),2](Cl,OH),x·mH,2O和[Mg,x(Fe,Al),1-x(OH),2](Cl,OH),x·mH,2O的两种三元MMLH的合成及表征,有关这两种MMLH的研究工作还未见报道.第二章混合金属层状氢氧化物颗粒的界面电化学研究胶体界面电化学是胶体与界面化学领域的传统研究课题,但目前的相关理论体系主要是以可极化界面和不带结构电荷的固体(主要是金属氧化物和氢氧化物)可逆界面为对象建立起来的,不能正确地描述带结构电荷固体界面的荷电行为.一些传统的理论关系式在应用于荷结构电荷的固体界面时需要修正,须考虑结构电荷密度的影响.因此,在涉及带结构电荷胶体研究工作日益增多的今天,传统的胶体界面电化学基础理论体系需要进一步发展和完善.该章以带结构正电荷的MMLH为模型体系,系统研究了结构电荷对胶体界面电化学性能的影响.第三章混合金属层状氢氧化物/蒙脱土悬浮体触变性研究该章以Mg-Fe-Al型MMLH/蒙脱土/水悬浮体为模型体系,对触变现象进行了系统研究,探讨了各种触变性的微观机理,考察了MMLH/蒙脱土比例、pH值、电解质、预剪切历史和测定条件等因素的影响.复合触变性是我们发现的,对复合触变性的研究具有原始创新性.3.期刊论文戴肖南.侯万国.李淑萍无机电解质及聚合物对Mg-Al-混合金属氢氧化物-高岭土分散体系触变性的影响-应用化学2002,19(4)研究了3种无机解质(NaCl、MgCl2、AlCl3)和1种聚合物(部分水解聚丙烯酰胺,PHPA)对Mg-Al型混合金属氢氧化物(MMH)-高岭土分散体系触变性的影响.实验结果表明,3种无机电解质的浓度在所研究范围内由小变大,均不改变MMH/高岭土质量比(R)为0.029体系的正触变性类型,但可使R=0.129的Mg-Al-MMA-高岭土体系由复合触变性转变为正触变性.PHPA的浓度在所研究的范围内由小变大,可使R=0.129的体系由正触变性转变为复合触变性,使R=0.129的体系由复合触变性转变为负触变性.3种无机电解质和PHPA都可降低各分散体系的粘度.对各因素的影响机理了初步探讨.4.学位论文郭雄华纳米类水滑石材料的制备、性能及在采油中的应用研究2003类水滑石化合物(hydrotalcite-likecompounds,简称HTlc),也称为阴离子粘土(anionicclay)、层状金属氢氧化物(layerdoublehydroxidecompounds,简称LDHs)、混合金属氢氧化物(mixedmetalhydroxide,简称MMH)等,因为具有各种特殊性质,如带电性质、阴离子可交换性、吸附性能、催化性能以及流变学性能等等,在催化剂、催化剂载体、杀虫剂、污水处理剂、电流变调节剂、医药、医药载体及石油工业等众多领域具有广泛的应用,引起了国内外众多学者的广泛关注.目前,有关类水滑石的制备、性能及应用研究已成为高技术研究的热点之一.该论文系统研究了Fe-Mg-HTlc及Mg-Zn-Al-Fe-HTlc的制备与表征、Fe-Mg-HTlc的电性质、HTlc/粘土悬浮体的触变性及类水滑石化合物在油田开发领域的应用.一、类水滑石化合物的合成及表征本章采用共沉淀法合成了由Mg'2+、Fe'3+两种金属离子及由Mg'2+、Zn'2+、Al'3+和Fe'3+四种金属离子组成的HTlc,研究了其化学组成、晶体结构、粒子形貌、比表面积及等电点等,考察了x的影响.二、类水滑石化合物的电性质研究该章从理论上分析了带永久电荷的胶体粒子的零电荷点(ZPC)及电荷密度.三、类水滑石化合物/粘土分散体系的触变性研究该章研究了Mg-Fe-HTlc-钠质蒙脱土(简称MT)分散体系及Mg-Fe-HTlc-高岭土分散体系的触变性.四、类水滑石化合物的应用研究HTlc可同水解聚丙烯酰胺形成强度较高的凝胶体系,用于油田高渗透地层的封堵聚合物窜流,提高聚合物的波及系数,提高采收率.5.学位论文杨桂英氢氧化镁铝类微粒助留系统的絮聚作用2008氢氧化镁铝为混合金属氢氧化物，是最常见的一类水滑石。实验中利用氯化镁和氯化铝混合物与稀碱液的共沉淀反应，合成了带正电荷的氢氧化镁铝胶体，并对制得的胶体进行了表征。然后利用氢氧化镁铝作为阳离子微粒，通过动态滤水仪和絮凝度分析仪研究其自身，及与阴离子聚丙烯酰胺、阳离子聚丙烯酰胺、阴/阳离子聚丙烯酰胺复合物等组成助留系统时，对纸料和填料的助留、絮聚情况，并用扫描电镜和透射电镜分析氢氧化镁铝助留系统的助留机理与特点。结果表明，氢氧化镁铝微粒为完整的结晶体，颗粒大部分呈六边形结构，结晶状态良好，最大粒度为200nm，平均粒径100nm左右。氢氧化镁铝胶体随胶溶时间的增加其Zeta电位逐渐增加，而且使得其对纸料的助留作用提高，对高岭土和滑石粉填料的絮聚作用增强。此外，利用适当的剪切作用可提高氢氧化镁铝的分散性能，并由此可提高其对纸料的助留作用和对填料的絮聚作用。然而，单独使用氢氧化镁铝对纤维及填料的助留和絮聚作用不是很强。其对高岭土的絮聚作用主要靠氢氧化镁铝松散聚集体的“桥联”作用，而对滑石粉主要靠电中和作用。当氢氧化镁铝与阴离子聚丙烯酰胺组成阳离子微粒助留体系时，对纸料的助留作用和对填料的絮聚作用较强，且氢氧化镁铝加入量越高，达到最大絮聚所需阴离子聚丙烯酰胺的量也越大，所引发的絮聚具有一定的抗剪切作用，尤其是加入氢氧化镁铝后所历的剪切作用越大，最后的纸料留着率越高。CPAM/氢氧化镁铝助留体系具有良好的助留作用，以先加CPAM后加氢氧化镁铝时对纤维的留着率较好，并且在中性偏碱性的时候助留效果最佳。氢氧化镁铝与CPAM联合使用时，先加CPAM与先加氢氧化镁铝的两种加入顺序均可大幅度提高对高岭土的絮聚作用，并以先加氢氧化镁铝时达到最大絮聚所需氢氧化镁铝的量较低，但两种加入顺序对高岭土填料的絮聚机理不同，先加CPAM后加氢氧化镁铝形成的是结构致密的高岭土絮聚体，而先加氢氧化镁铝后加CPAM形成的是结构松散的高岭土絮聚体。氢氧化镁铝与APAM/CPAM复合物组成的助留系统中，随着APAM/CPAM复合物质量比增大，对麦草浆的助留作用随之提高。带有阳电荷的CPAM/APAM复合物比带有阴电荷的复合物具有更强的絮聚能力，但是氢氧化镁铝与高比例的CPAM/APAM复合物具有很有限的协同助留作用。6.期刊论文刘大兴类水滑石的分类和晶体结构研究-科学中国人2006,(8)类水滑石(Hydroalcite-likecompound,HTLcs)是由二价和三价金属阳离子组成的具有水滑石层状晶体结构的混合金属氢氧化物.7.学位论文栾玲玉LDH纳米粒子水热合成、固液界面自组装及其分散体系的相行为2009层状双氢氧化物（Layereddoublehydroxides，简称LDHs），是由二价和三价金属离子组成的具有类水滑石层状结构的混合金属氢氧化物，由于同晶置换使得LDH层片带永久正电荷，层间可交换的阴离子和水分子补偿其正电性，层间距因阴离子不同而变化。由于LDH独特的结构特征和电性质，这类材料被广泛的应用在催化、吸附、纳米复合材料、药物载体以及生物传感等众多领域，是一类具有广阔应用前景的新型无机材料。近年来，LDH纳米粒子在固液界面的自组装及其分散体系有序结构的研究引起了众多研究者的兴趣。我们课题组已经详细研究过LDH分散体系的流变学性质、稳定性、稳定乳液和泡沫及其形成液晶相等性质，这些新的应用反过来又要求得到颗粒分散度低，稳定的LDH胶体分散体系。制备LDH使用最普遍的方法是共沉淀法，有研究者认为，采用非稳态液相共沉淀法制备LDH时，其晶体结构在共沉淀初期已经形成，之后的胶溶过程只是起到了使LDH颗粒逐渐长大以及改善其结晶度的作用。传统结晶理论认为，晶体生长是原子，分子或离子以特定方式在晶核上沉积的过程。近年来，研究者发现生物有机体中存在的非经典结晶过程（Non-classicalcrystallization），其中纳米粒子，而非原子、分子或离子，作为基本构筑单元进行晶体生长。这一概念已成功用于无机纳米材料制备中，促使我们对LDH晶体的形成机理进行深入探索，并为我们得到具有可控粒径及形貌的LDH粒子及其在固液界面的自组装提供了新方法。我们课题组已经发现片状Mg-AlLDH粒子胶体分散体系可以形成液晶相，这无疑是对无机溶致液晶领域的一个很大的贡献，对LDH液晶相变的研究更是不断地验证和丰富了Onsager液晶相变理论。调节胶体分散体系中粒子间的相互作用，如加入电解质和聚合物等，可以有效的控制体系的相行为。本文研究了PVP的加入对Mg2AlLDH胶体分散体系相行为的影响。通过XRD，AFM和FTIR实验证实，加入PVP分子后，LDH的晶体结构，颗粒的形貌、粒径、厚度以及红外吸收光谱都没有变化，也就是说，PVP分子既没有在颗粒表面吸附，也没有改变颗粒的性质，而是在LDH颗粒之间诱导产生了一种空缺引力作用。与纯Mg2AlLDH分散体系相比，LDH-PVP混合体系表现出更为复杂的相行为，体系中出现了两相，三相，四相甚至六相共存，包括一个聚合物富集的液相，两个各向同性相，两个双折射相以及一个底部沉积相。二元体系中出现多相共存，看似与吉布斯相律矛盾，实际上，粒子的多分散性以及在重力作用下颗粒将寻求