- 上海保圣流變儀助力閩南師范大學(xué)張林宇教授團(tuán)�(duì)�(fā)表殼聚糖水凝膠的合成、表征及吸附性能的文�
- �(fā)布日期:2024-10-14 瀏覽次數(shù)�686
- 一、研究背�水凝膠由于其�(yōu)異的�(chǔ)水性和生物相容性而被廣泛�(yīng)用于各�(gè)�(lǐng)�。然�,提高它們的�(jī)械強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性仍然是一�(gè)挑戰(zhàn)。本研究通過對海藻酸鈉�(jìn)行氧化改�,并與殼聚糖�(jìn)行交�(lián),制備了一種水凝膠。同�(shí)引入Ca2+以通過與羧基配位形�“鈣橋”,從而增�(qiáng)水凝膠的性能。使用紅外光譜和X射線光電子能譜的�(jié)�(gòu)表征證實(shí)了A氨基與醛基形成席夫堿�,羧基與鈣離子配�。使用掃描電子顯微鏡�(jìn)一步分析,紋理分析,流變學(xué)研究表明,Ca2+的加入使凝膠的網(wǎng)�(luò)�(jié)�(gòu)更加致密,從而改善其�(jī)械性能和熱�(wěn)定��閩南師范大學(xué)張林宇教授團(tuán)�(duì)在《Food Hydrocolloids》期刊(IF=10.7)上�(fā)表了題目�“Chitosan/oxidized sodium alginate/Ca2+ hydrogels: Synthesis, characterization and adsorption properties”的文章(DOI: 0.1016/j.foodhyd.2024.110368�,文章利用殼聚糖/氧化海藻酸鈉/Ca2+水凝膠的合成、表征及吸附性能研究,具體來�,Ca2+濃度增加�2%,水凝膠的硬度增加了一�。此�,該研究還檢測了水凝膠對亞甲基藍(lán)的吸附能�。當(dāng)Ca2+濃度�2%�(shí),水凝膠對Ca2+的吸附量增加到原來的2.6�。吸附動(dòng)力學(xué)和吸附等溫線�(jié)果表明,CS/OSA/2%Ca2+水凝膠對Ca2+的吸附行為符合準(zhǔn)二級吸附特征DER�(dòng)力學(xué)模型和Freundlich等溫模型�文章中測量水凝膠的流變特性的儀器就是我們上海保圣的RH-20流變儀,那么具體操作方法是什么呢��、實(shí)�(yàn)方法1. 改性海藻酸鈉的制備將藻酸鈉�10g)懸浮于50ml無水乙醇中,并將高碘酸鈉�8g)溶解于50ml去離子水�。將高碘酸鈉溶液加入到海藻酸鈉懸浮液�,并在室溫和黑暗中磁力攪拌混合物。以使海藻酸鈉發(fā)生氧�。反�(yīng)�(jié)束后,加�3毫升乙二醇,攪拌1小時(shí)終止反應(yīng)。然后通過加入150ml無水乙醇使混合物沉淀。通過重復(fù)真空過濾三次來純化沉淀以除去未反應(yīng)的試劑和小分子雜�(zhì),產(chǎn)生白色粉末形式的氧化的藻酸鈉。將�(chǎn)物溶解在去離子水�,并以小份轉(zhuǎn)移到圓底燒瓶中,用于�60℃下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)。最�,將蒸制后的樣品冷凍干燥48 H,得到氧化海藻酸鈉產(chǎn)�,用于后�(xù)�(shí)�(yàn)�2. 流變儀測試方法使用RH-20流變儀(上海保圣實(shí)�(yè)�(fā)展有限公司)測試水凝膠的流變性能。使用直徑為50mm且間隙為3.5mm的平行板。振蕩振幅掃描在25℃下�(jìn)�,振幅范圍為2–10 Hz,恒定應(yīng)�?yōu)?%,以確定�(chǔ)能模量(G′)和損耗模量(G″�。接下來,在5Hz的恒定頻率下�(zhí)行振蕩溫度斜�,應(yīng)�?yōu)?%,溫度范圍為25–80?C,以確定�(chǔ)能模量和損耗模量的變化。所有流變測量均在振蕩模式下�(jìn)�,以表征水凝膠的粘彈���7:水凝膠的流變特�。(A–E):�(chǔ)能模量G和損耗模量G在不同頻率下的變�;(F–J):�(chǔ)能模量G和損耗模量G在不同溫度下的變化�水凝膠的模量(G″)分別反映了它們的彈性和粘�。利用這些參數(shù),可以評�(jià)水凝膠的�(jī)械穩(wěn)定性和耐久性。流變學(xué)是水凝膠性質(zhì)分析的關(guān)�,提供了對機(jī)械特�、流�(dòng)行為、內(nèi)部結(jié)�(gòu)和潛在的�(jī)�。通過振蕩試驗(yàn)研究水凝膠的流變特性(�7�。如�7(a-e)所�,在低頻�2-5Hz)下,G′高于G″,表明更具彈性的凝膠行為。然�,在較高頻率�>5 Hz)下�(dāng)凝膠�(wǎng)�(luò)�(jié)�(gòu)被破壞時(shí),G′變得低于G″,表明彈性減�。對于所有水凝膠,G′隨著頻率的增加而逐漸降低,這可能是由于分子重排破壞了凝膠結(jié)�(gòu)。在低頻范圍�(nèi),水凝膠的粘性特性幾乎保持不�,說明頻率變化對G的影響最小。在�(dá)�8Hz的閾值時(shí),水凝膠的G減小,指示受損的凝膠�(wǎng)�(luò)和伴隨的粘度衰減。Ca2+交聯(lián)的摻入不顯著影響流變曲線,因?yàn)樗兴z都表�(xiàn)出類似的從彈性到粘性優(yōu)勢的頻率依賴性轉(zhuǎn)���、實(shí)�(yàn)�(jié)�1. 天然和改性瓊脂糖頻率掃描�(jié)果分�本研究以殼聚糖(CS)、氧化海藻酸鈉(OSA)為原料,成功合成了一種水凝膠。和Ca2+通過冷凍-解凍方法。CS的氨基與OSA的醛基發(fā)生席夫堿反應(yīng),而鈣離子與OSA的羧基發(fā)生配位。Ca2+的引入顯著提高了水凝膠的�(jī)械強(qiáng)度和熱穩(wěn)定�。FTIR、XRD、XPS等結(jié)�(gòu)表征證實(shí)了氧化海藻酸鈉的成功改性。此�,還證實(shí)了氨基和醛基之間�(fā)生了席夫堿反�(yīng)。SEM分析顯示Ca2+的引入加�(qiáng)了水凝膠的網(wǎng)�(luò)連接,導(dǎo)致更致密和更大的多孔�(jié)�(gòu)。TGA分析表明,Ca2+的引入促�(jìn)了分子間交聯(lián),提高了水凝膠的熱穩(wěn)定性。溶脹實(shí)�(yàn)和力�(xué)性能測試表明,Ca2+與OSA的羧基螯合,從而增�(qiáng)交聯(lián)。這導(dǎo)致更高的溶脹度和增加的硬度。當(dāng)Ca2+濃度增加�2%�(shí),水凝膠的硬度增加了一�。水凝膠越硬,穩(wěn)定性和耐久性越好,這對于處理廢水尤其重��
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