壳聚糖/凹土复合树脂的制备及其性能研究

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壳聚糖是甲壳素经脱乙酰基作用后的产物,因其资源丰富、性能优良在食品、医药、纺织及水处理领域得到广泛的应用。目前,对壳聚糖的研究主要集中在对其进行化学修饰或将其与其他材料复合,制备具有不同性能和不同用途的壳聚糖衍生物或壳聚糖复合材料两个方面。壳聚糖与无机材料复合不仅能够克服壳聚糖的不足,且复合材料兼具两者的优点,已成为目前的研究热点,该类材料在实际应用中也有很好的发展前景。本文以壳聚糖和凹土为原料,鞣酸为模板,采用模板合成法制备了鞣酸模板交联壳聚糖/凹土复合树脂(TA-CS/ATP)。分别采用FT-IR、SEM和热重对树脂结构进行表征,采用孔参数对树脂性能进行分析。考察了pH值和模板分子的加入量对树脂吸附容量的影响,并根据洗脱率对模板的洗脱液进行了选择,同时研究了树脂的再生性能。分别用伪一级动力学方程、伪二级动力学方程和颗粒内扩散方程对动力学进行拟合。结果表明:当溶液pH为8,壳聚糖与模板分子鞣酸的质量比为1:0.05时,TA-CS/ATP树脂的吸附容量最高达445.7mg/g。采用0.1mol/LNaOH溶液对模板的去除率可达90%以上。树脂经过四次再生后吸附容量仍可达到355.5mg/g。吸附动力学过程可以用伪二级动力学模型很好的描述,表明吸附为单分子层吸附,且吸附过程同时由颗粒内扩散和颗粒外膜扩散共同控制的。另外,本文还以壳聚糖和凹土为原料,采用氢氧化钠固化,戊二醛交联的方法制备了壳聚糖/凹土复合树脂微球,分别采用FT-IR和热重对树脂结构和热稳定性进行表征。以阿司匹林为模型药物,初步探讨了壳聚糖和不同种改性凹土形成的复合树脂的吸附性能和药物缓释性能,考察了不同戊二醛的量对树脂吸附性能和缓释性能的影响,并对最优条件下树脂释放药物的曲线进行了动力学模型拟合。研究结果表明:CS/O-ATP树脂的吸附性能和缓释性能最佳,当戊二醛的加入量为6ml时,其载药量和包封率分别为12.2%和39.88%,且缓释效果较好。CS/O-ATP树脂的药物释放规律复合Higuchi方程,表明该树脂可以作为长效药物的缓释载体。
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