柞蚕丝素_纳米TiO_2复合膜的制备及其结构表征
二氧化钛薄膜的制备与结构表征
L/O/G/OTiO2薄膜的制备与结构表征Team member:姜欣司道伟刘航陈剑周敏伟向勇二氧化钛（TiO2）纳米TiO2在太阳光照射下具有强氧化能力和超亲水性能,可用于污水处理、空气净化、太阳能利用、抗菌、防霉、自清洁等，因此对它的研究与应用具有非常广阔的前景。
粉末状的纳米TiO2 颗粒细微,在水溶液中易于凝聚、不易沉降,催化剂活性损失大，难以回收,不利于催化剂的再生和再利用.二氧化钛薄膜把TiO2 制备成薄膜既具有固定催化剂的优点,又由于其尺寸细化而具有纳米材料的量子尺寸效应、表面和界面效应等特征而提高活性,因而有着理论研究和实际应用价值.在玻璃上涂上一层Ti02薄膜，在有光照射下，玻璃表面的Ti02能够分解吸附的有机物，避免有机污染物的附着，达到自清洁的效果，因此，TiO2薄膜至少在此方面可望得到广泛应用。
TiO2薄膜的制备方法化学气相沉积法电子束蒸发法溶胶-凝胶法5234液相沉积法1磁控溅射法液相沉积法液相沉积法的基本原理是从过饱和溶液中自发析出晶体。
应用此法只需要在适当的反应液中浸入基片，在基片上就会沉积出氧化物或氢氧化物的均一致密薄膜。
液相沉积的反应液是金属氟化物的水溶液，通过溶液中金属氟代络离子与氟离子消耗剂之间的配位体置换，驱动金属氟化物的水解平衡移动，使金属氧化物沉积在基片上。
应用此法，成膜过程不需要热处理，不需要昂贵的设备，操作简单，可在形状复杂的基片上制膜。
操作实例：将基材玻璃片浸渍在含配合物TiF2 -6 、F-离子捕获剂H3BO3及加有结晶诱导剂TiO2 纳米晶的过饱和水溶液中,在沉积温度35 ℃,能得到透明锐钛矿型TiO2 的薄膜，经300 ℃热处理后薄膜具有最高的光催化活性。
化学气相沉积法•在加热的基片或物体表面上通过一种或几种含薄膜元素的气态单质或化合物产生的化学反应而形成不挥发的固体膜层的过程叫化学气相沉积(CVD)。
•要保证CVD的顺利进行必须满足三个基本条件：(1)在沉积温度下，反应物必须有足够高的蒸气压；(2)反应生成物中除了所需要的沉积物为固态外，其余都必须是气态；(3)沉积物本身的蒸气压应足够低，以保证在整个沉积反应过程中能使其固定在加热的基片上。
纳米TiO2光催化复合膜的制备及其对直接湖蓝催化降解性能
纳米TiO2光催化复合膜的制备及其对直接湖蓝催化降解性能苏涛;王力;王倩
【期刊名称】《工业催化》
【年(卷),期】2009(17)12
【摘要】采用水解与均匀沉淀法相结合,制备了锐钛型纳米TiO2粉末.以壳聚糖、β-环状糊精和十二烷基磺酸钠改性的纳米TiO2为成膜材料,流延法制得分散较均匀的纳米复合膜,采用X射线衍射表征其结构,测试壳聚糖膜的机械性能,研究复合膜的制备工艺及对直接湖蓝的催化性能.结果表明,随着β-环糊精加入量的增加,复合膜的力学性能降低.复合膜中壳聚糖质量分数80.0%、β-环糊精质量分数16.0%和TiO2质量分数4.0%时,对直接湖蓝的催化降解效果最好.
【总页数】4页(P73-76)
【作者】苏涛;王力;王倩
【作者单位】山东科技大学化学与环境工程学院,山东,青岛,266510;山东科技大学化学与环境工程学院,山东,青岛,266510;山东科技大学化学与环境工程学院,山东,青岛,266510
【正文语种】中文
【中图分类】O643.36;X703
【相关文献】
1.活性炭负载纳米TiO2光催化降解直接湖蓝实验研究 [J], 罗晓;尚会建;赵彦;周艳丽;张少红;赵丹;张高
2.纳米TiO2 的制备及其光催化降解性能 [J], 徐瑛;高德强;龚俊
3.纳米TiO2-SnO2介孔材料的制备及其对含氰废水的光催化降解性能 [J], 丁士文;高兰;王萍
4.纳米TiO2/β-CD/壳聚糖无机-有机复合材料的超声法制备及光催化降解性能 [J], 郭振良;杨博;欧阳九龙;牛茂群;曹磊
5.掺钇纳米TiO2的制备及其光催化降解性能 [J], 徐瑛;彭善堂
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纤维素／纳米TiO2抗菌复合膜的制备及性能研究
Ｄ Ｆ 空 干 燥 箱 ．北 京 市 光 明 医疗 仪 器 厂 ： Ｚ真 Ｎ Ｊ ８ 数 字显 示粘 度 计 ．上 海 精 密科 学仪 器 有 限 Ｄ一Ｓ
公 司 ：Ｔ—Ｒ ０ 傅 立 叶 变 换 红 外 光 谱 仪 ，美 国 Ｆ Ｉ ２０
Ｔ ｅｍ ｉ ｌｔ 司 ；Ｓ ８０ 描 电子 显 微 镜 ， ｈ ｒ ｏＮ ｃ ｅ公 ｏ Ｊ Ｍ一 ４ 扫 日 本Ｊ Ｏ 公 司 ： Ｖ １ ０ 型紫外 分 光光度 计 ，岛津公 Ｅ Ｌ Ｕ 一 ７０ 司 ： Ｕ Ｏ 超声 波清洗 器 ，上海科 导超 声仪 器有 限 ＫＤ Ｓ 公 司 ： Ｈ３ ０ 型 电热 恒 温培养 箱 ． 津泰 斯 特仪 器 Ｄ ６０ 天 有 限公 司 ： Ｙ ＳＪ型压 力蒸 汽灭 菌器 ． 博 康元 卫 Ｋ Ｑ／ ￣ 淄
保 存期 ． 少 白色 污染 ． 可 用作 检 验 细 菌 的 医用 减 也 薄膜
１ 实 验
１１ 实验 材料 、 品及仪 器 ． 药 １１１ 实验 材料及 药品 ． ．
配 制含 氢 氧化 钠 、 素 、 脲 分别 为８％ 、 尿 硫 ８％ 、 ６５％的溶 液 ， 人 冰 箱 ， ． 放 降温 至 一 ８℃左 右 ， 加入 棉
１ ． 纤 维素／ 米ＴＯ 复 合膜 的制备 ．３ ２ 纳 ｉ２
将 纳 米ＴＯ 粉 体 按 不 同掺 杂 比加 入 到 ４ ０ ｍ ｉ， ０ Ｌ
维普资讯
周 东 ： 纳 Ｔ 菌 各 的 备性 研 晓 等纤 米ｉ 复 膜 制 及 能 究
纤 维素溶 液 中搅拌 搅拌 １ｈ 超声 波处 理２ ～ ０ 每 用 ０ ３ ａ ｎ 至纳米 ＴＯ 粉体 均匀 分散 ， ｒｉ ， ｉ 脱泡 ， 溶液 于水 平 将 放 置 的干净 玻 璃板 上流 延 ． 温下 晾 干成 膜 。再 将 室 玻 璃板 放入 ５％醋 酸 溶 液 中脱 膜 ， 水洗 ， 温 晾 干 ， 室 得 到光滑 平整 的纤 维 素／ 纳米ＴＯ 复合 膜 。 据 复合 ｉ 根 膜 中 纳米Ｔ Ｏ 的 掺 杂 ｔ ｏ％ 、 ｉ２ Ｌ １％ 、 ２％ 、 、 ３％ ４％ 、 ５ ％， 将膜 依次 标记 为Ｃ 、 、 ２、３ Ｃ 和Ｃ 。 ０ Ｃ１Ｃ Ｃ 、 ４ ５ １３ 纤 维素／ － 纳米ＴＯ 复 合膜 的表 征 ｉ， １ ． 纤维 素／ 米ＴＯ 溶 液粘 度 ．１ ３ 纳 ｉ， 利用 Ｎ Ｊ ８ 数 字显 示 粘度 计测 试 纤 维 素／ 米 Ｄ一Ｓ 纳
TiO2复合纳米纤维的制备及其光催化性能研究的开题报告
TiO2复合纳米纤维的制备及其光催化性能研究的开题报告第一部分：选题背景和意义TiO2作为一种典型的光催化材料，具有良好的化学稳定性、生物相容性和催化效率，在环境治理、光催化降解污染物以及光催化合成等领域具有广泛的应用前景。
然而，TiO2材料本身的一些缺点，如光吸收能力和电子传递效率的不足，限制了其在实际应用中的效果。
因此，利用复合材料提高TiO2的光催化性能成为目前的研究热点之一。
纳米纤维是一种具有极高比表面积和孔隙率的材料，可以为TiO2提供更多的活性位点，拓展其光响应范围和提高电子传递效率。
TiO2复合纳米纤维材料具有高效的光催化降解污染物能力，在环境治理和光催化合成领域有着广泛的应用前景。
因此，本文拟通过TiO2复合纳米纤维的制备及其光催化性能研究，深入探究其制备工艺及光催化机理，为实现TiO2复合纳米纤维的高效应用提供基础研究支持。
第二部分：研究内容和方法2.1 研究内容本研究以聚合物材料为模板，通过静电纺丝和热处理技术制备TiO2复合纳米纤维材料。
通过改变制备条件，探究不同制备条件对TiO2复合纳米纤维结构和光催化性能的影响。
通过考察TiO2复合纳米纤维材料对甲基橙等有机污染物的光催化降解性能，探究其光催化机理。
2.2 研究方法a) 材料制备：采用静电纺丝和热处理技术制备TiO2复合纳米纤维材料，通过改变制备条件探究其结构和性能之间的关系。
b) 材料表征：利用扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、X射线衍射（XRD）等技术对制备的材料进行形态学和结构表征，探究其微观结构和物理化学性质。
c) 光催化实验：采用紫外-可见吸收光谱、荧光光谱等技术对材料的光催化性能进行表征，探究其降解有机污染物（如甲基橙）的能力及其光催化机理。
第三部分：预期成果和创新点3.1 预期成果本研究拟通过TiO2复合纳米纤维的制备及其光催化性能研究，制备新型的TiO2复合纳米纤维材料，探究其光催化性能及其降解有机污染物的机理，达到提高TiO2光催化降解污染物效率的目的。
纳米晶TiO_2半导体薄膜的制备和性能_王保国
收稿日期:2004-01-10基金项目:国家自然科学基金(29906006)和天津市自然科学基金(02306211)资助项目作者简介:王保国(1962-),男,河北阜城人,天津大学化工学院副教授,硕士生导师,主要从事绿色化学工艺过程研究。
联系人:李 ,E -mail:li wei@ 。
文章编号:1004-9533(2005)01-0001-03纳米晶TiO 2半导体薄膜的制备和性能王保国,王素梅,张金利,李,刘亚娟(天津大学化工学院,绿色合成与转化教育部重点实验室,天津300072)摘要:以钛酸丁酯为前驱液,聚乙二醇2000为模板剂,采用溶胶-凝胶模板法在温和的条件下合成了纳米晶TiO 2薄膜,并对其晶相、颗粒大小和表面形貌等进行了表征。
结果表明,所制备的TiO 2薄膜表面完整,无明显的裂纹,颗粒分布均匀,粒径和膜厚度保持在纳米级。
电学性能测试表明,纳米晶TiO 2薄膜在350e 具有p -型半导体特性,p -型TiO 2半导体纳晶薄膜在新型气体传感器开发领域有着潜在的应用前景。
关键词:纳米晶;氧化物半导体;PEG 模板中图分类号:O644 文献标识码:APreparation and Characterization ofNano -Crystalline TiO 2Sensing FilmWANG Bao -guo,W ANG Su -mei,Z HANG Jin -li,LI Wei *,LI U Ya -juan(Sc hool of Che mical Engi neering,Key Laboratory for Green Chemical Technology,Tianjin Universi ty,Tianjin 300072,China)Abstract :Nanometer titania inorganic film using polyethylene glycol(PEG)as matrix and tetrabutylorthotitanateas inorganic precursor was successfully prepared.SEM,XRD and XPS were used to characterize the microstructure and crystallite morphology.The nanocrystalline TiO 2films were integral and crac k -free with small pores,whose crystallitic sizes were nanometer and even.The films spinned on sapphire tended to sho w semiconducting properties at 350e .The p -type TiO 2thin films have potential for development of a novel gas sensor.Key words :nano -crystalline;metal oxide semiconductor;PEG Template 随着科技的发展半导体材料的尺寸可减小到纳米量级范围内,由于纳米相的量子尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应等特点,使得它们呈现出了常规材料所不具备的特殊光学、电学和力学特性,以及催化和生物活性等。
TiO_2纳米纤维的电纺制备与表征
TiO 2纳米纤维的电纺制备与表征石秋忠,陆道明,张伟党,徐滨滨(镇江市高等专科学校化工系,江苏 镇江 212003)摘 要:以PVP 作为络合剂与Ti(C 4H 9O)4反应制得前驱体,采用静电纺丝法制得PVP /T i O 2纳米复合纤维后在马弗炉中煅烧,并采用SE M 、TG-DTA 、XRD 等对纳米纤维进行了表征。
结果表明:适当增加Ti(C 4H 9O)4浓度、增加静电电压、减小喷射速度和升高煅烧温度,电纺丝纤维直径变细;PVP /T i O 2复合纤维煅烧至550e 时得到的为纯T i O 2;经400e 、600e 、700e 、900e 煅烧后分别得到开始出现锐钛矿型的T i O 2、以锐钛矿型的Ti O 2为主、以金红石型的Ti O 2为主和完全金红石晶型的T i O 2纳米纤维。
关键词:静电纺丝;Ti O 2;纳米纤维P repara tion and C ha racter iza tion of T iO 2Nanofi ber sS H I Qiu -zhong,LU Dao -ming,Z HA NG Wei -dang,XU Bin -bin(Che m ical Engi n eering Depart m en,t Zhenjiang College ,Jiangsu Zhenjiang 212003,China)Abstr act :Tetrabutyl titanate and pol y vi n glpyrroli d one (PVP)was used as starti n g materia ls ,PVP /T i O 2co mposite nanofibers were prepared by sol-ge l processi n g and e lectrosp i n n i n g methods ,f u rther m ore ,the co mposite nanofi b erswerecalcined at d iff erent te mperatures i n muffle f u rnace .The materia lswere characteriz ed by S E M ,TG-DT A and XRD .The resu lts sho wed that the dia meter of the co mposite nanofi b ers decreased w ith i n creasing the tetrabu tyl titanate .s concentra 2ti o n ,voltage or ca lcinati o n te mperature i n a certa i n range ,but it increased w ith i n creasing the feed rate .Pure T i O 2fi b ers were obta i n ed by ca lci n i n g P VP /T i O 2co mposite nanofibers at 550e .A fter ca lcinati o n of PVP /T i O 2co mposite fi b ers at 400e and 600e ,anatase phase T i O 2nanofi b ers could be obta i n ed ;the anatase could be converted m ai n ly and co mplete 2l y i n to rutile via calc i n ation in a ir at 700e ,900e respecti v e l y .K ey w ord s :electr ospinning ;titan i u m dioxide ;nanofi b er作者简介:石秋忠(1968-),男,讲师,在职硕士生,化学工程专业。
纳米TiO_2薄膜的制备及性能表征
催化活性最高 。当加水量小于 0. 4 mL时 ,生成低交 联度产物 ,薄膜不连续 。随水含量的增加 ,醇盐水解 和缩聚反应加速 ,溶胶粘度增大 ,缩聚物的交联度和 聚合度也随之增大 ,生成高交联度的产物 ,此结果与 胡安正等人 研究结 果不同 [ 6 ] 。当加水量 大于 2. 5 mL时 , 过多 的加水量可使 TiO2溶胶的凝胶时间大 大缩短 ,水解产物和缩聚产物在短时间内聚集 ,生成 白色沉淀 ,此结果与卫志贤 [ 7 ]等人研究结果相同 。 2. 3 硝酸含量对薄膜性能的影响 固定其它反应物的加入量 ,试验考察了硝酸加 入量在 0～6. 0 mL范围内对薄膜性能的影响 ,结果 见图 3。
由图 1可知 , TNB T加入量对 薄膜的光催化性 能影响很大 。在制备透明薄膜 时 , TNB T加 入量控 制在 4. 0～5. 0 mL 之间比较合适 。原因可能为当 TNBT用量小于 4. 0 mL 时 ,反 应物含量低 , 体系中 醇盐的水解和缩聚反应速度减慢 ,水溶胶中生成的 水解和缩聚产物较少 ,织构强度较弱 ,网络结构容易 在干 燥过程 中塌陷 ,生 成裂纹 , 光 催化活 性低 ; 若 TNBT用量小于 5. 0 mL 时 ,反 应物含量高 , 水解产 物和缩聚产物含量高 ,从而导致溶胶粒子间相互碰 撞 、团聚形成大的晶粒 ,在溶胶液制备过程中生成果 冻状凝胶 ,不能应用于薄膜的制备 。 2. 2 加水量对薄膜性能的影响 固定其它反应物的加入量 ,试验考察了加水量 在 0. 4～2. 5 mL范围内对薄膜性能的影响 ,结果见 图 2。
D EA 0. 12 0. 12 0. 12 0. 12 0. 12 0. 12
PEG 1. 4 1. 4 1. 4 1. 4 1. 4 1. 4
DM F 0. 4 0. 4 0. 4 0. 4 0. 4 0. 4
TiO_2PVDF复合膜的制备及表征
胶液,将胶液充分搅拌制成制膜液。 将制膜液静置脱泡，然后由计量泵 注入喷丝头，在芯液的作用下，经喷丝头挤出的中空纤维在凝胶浴中 固化成型,经适当的后处理使膜孔径固定以备后用。 1.3 膜性能的测试
2 结果与讨论
2.1 TiO2 对复合膜水通量的影响 作 为 膜 材 料 ，聚 偏 氟 乙 烯(PVDF)有 耐 高 温 、耐 气 候 和 化 学 稳 定 性
等优点 。 但它是疏水性物质 ，成膜后水通量较小 。 本实验对它进行了改 性，主要是通过添加一定量的氧化钛纳米粒子来改善膜的亲水性。 分 别测定了 TiO2/PVDF 复合膜和 PVDF 膜的水通量，并且作了比 较 。 见 表1
本实验是采用泡压法来测定膜的最大孔径的，具体数据见表 2 表 2 中空纤维膜最大孔径
中空纤维膜 P/MPa
PVDF 膜 0.12
TiO2/ PVDF 复合膜 0.23
Dmax/um
0.75
0.39
表 2 中 列 出 了 PVDF 膜 和 TiO2/PVDF 复 合 膜 的 最 大 孔 径 ， PVDF 膜的最大孔径将近复合膜的两倍大， 适合粒径大于 0.75um 的粒子或 者 分 子 的 截 留 过 滤 。 TiO2/PVDF 复 合 膜 的 最 大 孔 径 由 0.75um 减 到 0.39um，这说明 TiO2/PVDF 复合膜的分 离 性 能 与 纯 PVDF 中 空 纤 维 膜 相比，有了较大的提高。 复合膜最大孔径的减小说明加入的 TiO2 粒子 会减少膜内大孔的形成几率，膜的平均孔径也会因此减小，从而扩大 了膜在分离技术领域中的应用。 2.3 TiO2 对复合膜分离性能的影响
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纳米 T iO2 无毒无味, 耐热、 耐腐蚀, 化学稳定性好 抗血凝材料 。丝素主要有无规线团、 螺旋和 象,
[ 8]
[ 1, 2]
, 具有防紫外线
[3~ 5]
功能。以氨基酸为结构单元
[ 6] [ 7]
的多肽结构, 赋予天然柞蚕丝素蛋白膜良好的生物相溶性 , 已应用于固定化酶 、 药物释放载体 、 以及 折叠三种构象 , 其中无规线团、 螺旋归属于 silk I 构 折叠属于 silk II 构象。常温度下制备的普通丝素膜主要呈无规线团构象, 即 silk I 构象, 其结晶度
Abstract: In order to make silk fibroin ( SF) membrane with excellent mechanical intensity, a series of tussah silk f ibroin nano TiO2 composite membranes, marked as b ~ e, were prepared by controlling condition, and compared with pure silk membrane, marked as a. All the composite membranes obtained were characterized by SEM, DSC, TG and IR. SEM showed that the nano TiO2 can uniformly disperse into the regenerat ed silk fibroin solution with polyvinyl alcohol. DSC showed that the melting temperatures ( T m ) of the composite membranes b~ d were greater than that of membrane a, however, T m of the composite membranes decreased with increasing the TiO2 content. TG revealed that the thermal stabilities of the composite membranes increased. IR showed that the crystalline structures of composite membranes changed from typical silk I to typical silk II. Key words: Tussah silk fibroin; Nono T iO2 ; Composite membrane; Structure characterization
样品制备 计量称取脱胶丝素与 NMMO H 2 O 体系均匀混合, 装入反应器皿 , 140 加热溶解 ,
1 2 1 丝素膜的制备
将丝素溶液加水稀释后, 装入透析袋中 透析 2 天, 精确取 5mL 的丝素溶液注入 聚苯乙烯培养皿 ( 直 径 30mm) 中, 放入生化培养箱内, 调节温度到 35 , 2 天左右制得丝素膜。 1 2 2 纳米 TiO2 柞蚕丝素复合膜的制备 精确量取透析后丝素溶液 5mL 置于试管中, 加入一定量的纳 成膜 , 改变纳米 TiO2 含量 米 TiO2 和聚乙烯醇, 用超声波处理半小时左右 , 再注入聚苯乙烯培养皿中, 30
- 1 [15]
。
图 4 柞蚕丝素 纳米 TiO2 复合膜的 IR 叠加曲线 Figure 4 IR Curves of silk fibroin and SF nano TiO2 composite membrane
பைடு நூலகம்
3
结论
本文制备了一系列的柞蚕丝素 纳米 TiO2 复合膜 , 适量的纳米 TiO2 能均匀分散在丝素中; 随着纳米
开 到
; 到 500 时 , 样品分解了 60 7% , 从图中可以看出添
加 TiO2 能使复合膜的热稳定性得以提高 , 从而提高了其热分解温度。
图 3 柞蚕丝素 纳米 TiO2 复合膜的 TG 曲 线 Figure 3 TG curves of silk fibroin and SF nano TiO2 composite membrane
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势, 但 c、 d 的 T m 仍高于 a; e 膜的 T m 最低。其原因是由于适量的纳米 TiO2 粒子在复合膜中起到了异相 成核的作用 , 改变了丝素蛋白大分子链的晶态结构, 即由 Silk I 转化为 Silk II 结构 , 然而继续增加纳米 TiO2 的含量, 出现的团聚作用使其粒径增大 , 因而! 镶嵌∀ 在无定形区域丝素肽链界面间的纳米 TiO2 粒子 的数量反而减少 , 所以纳米 TiO2 粒子和丝素肽链侧链间的化学作用便会减弱 , 结晶区比例也会减小, 使 得 T m 下降。
第9期
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1 3
测试 SEM 测试采用日本 JEOL 生产的 JSM 6360LV 扫描电子显微镜 ; DSC 测试采用德国 NETZSCH 生产的 DSC 204 型, 差示热量扫描仪 ; TG 测试采用德国 NETZSCH 生产的 TG 209 型, 热重分析仪; IR 采用美国 Perkin Elmer 生产的 Spectrum one 红外光谱仪。
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报
2008 年 9 月
Preparation of Tussah Silk Fibroin Nano TiO2 Composite Membrane and its Characterization
XU Xiao xu, ZHANG Bao yan
( School o f science , Northeastern University , Sheny ang 110004, China )
图 3 是纯丝素膜 a 与添加 0 5mg 的 T iO2 柞蚕丝素复合膜 b 的 TG 曲线 , 从图中可以看出 b 在 70 始分解 , 到 132 时分解 1 4% , 这应该是水分的失去; 从 132 400 这一段, 样品快速分解, 最大分解速率为 358 到 205 这一段几乎没有失重, 从 300
低。作为生物 工程材料 使用时 , 丝素膜 要具有一 定的机械 强度 , 普通 丝素膜 这方面 不令人 满意。研 [ 9~ 11] 究 表明丝素膜机械强度与它的构象关系紧密 , 在目前的改性技术中 , 显著促进力学性能稳定的 折 叠结构或 silk II 晶型生成, 有利于改善丝素膜的拉伸断裂强度。无机纳米微粒的特殊效应 , 赋予了纳米 有机复合膜材料良好的结晶行为
样品 a b c d e 注 : T g : 玻璃化温度 ; T m: 熔点
The DSC data of the silk fibroin and SF. nano TiO2 composite membrane
Tg 234 5 235 2 234 9 232 6 230 6 Tm 326 6 328 7 327 9 327 7 326 5
图 2 纳米 TiO2 柞蚕丝素复合膜 的 DSC 曲线 Figure 2 DSC absorption spectra of the silk fibroin and SF na no TiO2 composite membrane 表 1 纳米 T iO2 柞蚕丝素复合膜 a~ e 的 DSC 数据 Table 1
2
2 1
结果与讨论
柞蚕丝素复合膜的 SEM 分析 图 1 是改性丝素膜的 SEM 图。
图 1 柞蚕丝素 纳米 TiO2 复合膜的 SEM 图 Figure 1 SEM photographs of tussah silk fibroin and SF nano TiO2 composite membrane
1 1
实验部分
实验材料 脱胶柞蚕丝 ( 辽宁丝绸研究所提供 ) 主要试剂: N 甲基吗啉氧化物( NMMO) 分子式, 分析纯 , 上海试剂厂。 NMMO H 2 O 体系溶剂( NMMO H2 O= 1: 1 摩尔比 ) 聚乙烯醇( 17 88 型 ) 纳米 T iO2 ( 30 60nm)
1 2
共制得五种样品 , 纳米 TiO2 含量分别为: a: 0mg, b: 0 5mg, c: 1 0mg, d: 1 5mg, e: 2 0mg 。
基金项目 : 国家自然科学基金项目资助 ( 50673015) ; 作者简介 : 徐孝旭 , 男 , 1972, 博士生 , 主 要研究高分子方向 ; E mail: 3x. 931@ 163. com.
[ 12~ 14]
。在保留原始材料特有性能的基础上, 使材料的机械性能得以提
高。本文采用 N 甲基吗啉氧化物来充分溶解柞蚕丝素 , 用聚乙烯醇作为分散剂 , 使纳米 TiO2 均匀分散在 丝素溶液中不团聚, 以此制备了 5 种不同纳米 T iO2 含量的柞蚕丝素复合膜, 并对其进行了结构性能表征。
1
从图( b) 和 ( c) 中可以看出 , 由于加入的纳米粒子的量比较少 , 二者与图 ( a) 相比没有太大的变化, 但 随着纳米 T iO2 的加入量增加, 复合膜的表面变得不平整 , 凹凸明显, 粒子之间有明显的连续相, 但并未出 现明显的相分离现象 , 说明 TiO2 粒子在丝素中能够稳定地分散。图( d) 与( e) 中 , 由于纳米 T iO2 的含量较 高, 纳米粒子之间发生了较强的团聚作用, 使得粒径增大并超过纳米级。 2 2 柞蚕丝素复合膜的热分析 图 2 是柞蚕丝素复合膜的 DSC 曲线, 对应的 DSC 数据见表 1。DSC 曲线可以揭示高分子材料的内部 微观结构的部分信息 , 图 2 的 DSC 曲线在 327 到 330 之间有一个非常明显的吸热峰, 丝素蛋白的吸热 分解温度和丝素蛋白分子的聚集态相关。DSC 曲线上的 T m 越高 , 晶型排列就越紧密, 分子间作用力也就 越大 , 说明其结晶度越高 ; T m 越低 , 说明其结晶度越小。从图 2 和表 1 的数据可以看出, 按 a 到 b 的顺序 , 随着膜中纳米 TiO2 的含量增加, 膜的熔点随之提高 ; 当纳米 TiO2 的含量达到 c 时, T m 呈逐步下降的趋