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智能型蠕虫状胶束的形成及应用开题报告

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智能型 蠕虫 胶束 形成 应用 开题 报告
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1 智能型蠕虫状胶束微观结构及其应用 报 告 内 容 课题来源1 国内外研究进展2 研究目标与创新点3 实验计划及表征手段4 预期研究成果5 基础及条件6 部分参考文献8 实验进度安排7 2 一 课题来源 背景知识介绍 1 1 蠕虫状胶束 姜文清 郝京诚 水相和特殊介质中有序聚集体的结构 性质和应用 I 表面活性剂在水相和离子液体中的 有序聚集体 J 日用化学工业 2008 38 4 257 266 3 蠕虫状胶束的形成 MICELLECYLINDRICAL MICELLESNETWORK 游离的表面 活性剂分子 随着表面 活性剂浓度 的增加会形 成球状胶束 继续增加浓度 球状胶束会发生 一维的增长进而 形成棒状胶束 进一步增长 发生弯曲 最后形成相互 缠绕的网状结构 4 蠕虫状胶束的应用 压裂液 三次采油 冷热流体运输清洁和护肤产品 污水治理 增溶药物 5 1 2 智能型蠕虫状胶束 智能型蠕虫状胶束 宏观性能随着外界环境条件的微小变 化而发生明显改变的胶束体系 张永民 郭赞如 张继超 冯玉军 王碧清 王九霞 智能型蠕虫状胶束体系 J 化学进展 2011年10期 温度响应pH响应 光响应氧化还原响应 蠕虫状胶束的缺点 蠕虫状胶束的形成条件要求比较特殊 需 要一个刚好合适的条件 所以找到一个合适的体系比较难 6 二 国内外研究现状 温度响应型蠕虫状胶束体系 1 表观黏度随温度升高而单调降低 2 表观黏度随温度升高而增大袁 在某一温度达到最大值 然后减 小 构成 乙氧基 EO 反离子 羟基萘羧酸 水杨酸 阳离子表面活性剂体系 Manohar CTAHNC HNC 首次报道 升温 囊泡 蠕虫状胶束 Saha CTAB 萘酚 随温度升高而粘度变大 蠕虫状胶束 Kaler EHAC NaSal 在40 前升高温度粘度增加 在升高温度则降低 Raghavan EHAC SHNC 表观粘度随温度增长时 微观上胶束长度增长 Salkar R A Hassan P A Samant S D Candau S J Manohar C Chem Commun 1996 1223 S K Saha M J Moazzam A A Chakraborty G Bit S K DasJ Phys Chem B 112 2008 p 4642 Raghavan S R Kaler E W Langmuir 2001 17 300 306 7 阴离子表面活性剂体系 Greenhill Hooper C18 P5E11S 第一次发现热增粘效应 25 时 体系透明且黏度极低 随着温度升高 体系黏度逐渐增大 70 达到最大值 继续加热则黏度下降 Abe 10 wt FC6 HC4 水溶液从6 升高到36 时 体系的黏度增大100倍 并达到最大值 继 续升温则黏度下降 60 时下降达100个数量级 且通过调节NaCl或尿素等 添加剂的量可以改变体系的温度响应范围 非离子表面活性剂体系 两性离子表面活性剂体系 均表现出黏度随温度 变化为先增大后降低的趋势Sharma ChEO30 随着温度升高EO基团的氢键作用减弱 表面活性剂分子疏水 作用增强 促使胶束增长 黏度增加 其后继续升高温度 端基的活化能变得更 大 自由端基将融入胶束内形成连接点或引发网络结构支化 使得松弛过程更快 更容易 黏度下降 Greenhillhooper M J Osullivan T P Wheeler P A J Colloid Interface Sci 1988 124 77 87 Tobita K Sakai H Kondo Y Yoshino N Iwahashi M Momozawa N Abe M Langmuir 1997 13 5054 8 光响应型蠕虫状胶束体系 光响应型蠕虫状胶束是指在合适波长的光作用下 构成胶束的某一组分 发生光诱导异构化 光裂解 光聚合等 引起分子结构变化 导致胶束的微 观形态改变 致使体系宏观性能发生变化 特征 蒽 邻氧萘酮 偶氮苯 苯丙烯酸 二苯乙烯 螺喃环的嵌段 Lin 30mM CTAB和50mM AzoNa Y Y Lin X H Cheng Y Qiao C L Yu Z B Li Y Yan et al Soft Matter 6 2010 p 902 9 pH响应型蠕虫状胶束体系 pH响应型蠕虫状胶束指通过与H 或OH 作用引起表面活性剂分子HLB值的 变化或通过反离子的结构变化 导致蠕虫状胶束结构的破坏 重构 实现体系宏观 黏弹性的可控改变 特征 羧基 酚羟基 磷酸氢基或胺基等 表面活性剂自身受pH影响发生变化 Klijin Hepes Mes APS taurine对Gemini Surfactants的影响 球形胶束 蠕虫状胶束 囊泡 Klijn J E Stuart M C A Scarzello M Wagenaar A and Engberts J B F N J Phys Chem B 2006 110 21694 10 反离子受pH影响发生变化 邻苯二甲酸 间苯二甲酸 邻苯二酚 烷基或者苯基膦酸 邻氨基苯甲酸等 Zonglin Chu UC22AMPM与马来酸 2 1 当体系的pH值从6 20升高到 7 29时 体系的粘度从105mPa s 下降到1mPa s 而且可快速往复 循环 这种由叔胺基引起的pH刺激 响应具有方便 快速 高效 可逆和低成本的显著特点 Chu Z Feng Y Chem Commun 2010 46 9028 11 氧化 还原响应型蠕虫状胶束体系 如果参与胶束组装的某一组分的分子结构中含有二茂铁 S原子 紫罗碱或 烷基化烟酸酰胺等 具有氧化 还原响应的基团 通过电化学等反应改变其氧化还 原态 引起分子结构改变 导致胶束微观形态的变化 最终可实现体系宏观黏弹 性的可控改变 Tsuchiya FTMA NaSal 电化学法将二茂铁氧化为带正电荷的铁离子 Tsuchiya K Orihara Y Kondo Y Yoshino N Ohkubo T Sakai H Abe M J Am Chem Soc 2004 126 12282 12 蠕虫状胶束体系在增溶药物中的研究 David Attwood Solubilisation of drugs in worm like micelles of block copolymersof ethylene oxide and 1 2 butylene oxide in aqueous solution E11B8 E13B10 E17B12在低于20 时形成胶束 在20 36 时 会形成蠕虫 状胶束及其对灰黄霉素 螺内酯 卡马西平三种药物的溶解 Zhou Z Chaibundit C D Emanuele A Lennon K Attwood D and Booth C Int J Pharm 2008 354 82 13 蠕虫状胶束增溶药物量的测试方法 HPLC 1 wt共聚物溶液 磷酸盐缓冲液控制pH 7 4 加入药物 过饱和 常温搅拌3天 20 37 保证体系稳定 药物充分溶解 0 45 m的微孔过滤 去除不容物 HPLC ODS2 C18 5 m 螺内酯285nm 卡马西平292nm 14 蠕虫状胶束体系在废水处理的研究 表面活性剂形成的胶束在废水处理中已经有了很多相关的研究 Cu2 Zn2 Cr3 有 机 物 过 滤 膜 H2O H2O H2O H2O 能吸附金属离子 胶束内能增溶 胶束空间网状结构 也能固定污染物 猜想 是否能够在废水处理中有着更好的表现 15 三 研究目标与创新点 研究目标 研究目标 蠕虫状胶束体系有着很多的优点 目前也有许多体系的存在 但是 要找到 一种新的体系并不容易 1 找到一种新的能形成蠕虫状复配体系及其微观结构 2 研究其对环境改变而产生的变化 3 研究对难溶药物的增溶效果 4 研究对废水 金属离子及有机物 的处理 体系选择 阴 非离子复配体系 某一反离子诱导阴离子体系 创新点 1 一种新的体系 2 蠕虫状胶束对药物的增溶 3 蠕虫状胶束对废水的处理 16 四 实验计划及表征手段 AB 不同浓度配比 表面张 力仪 荧光光 谱仪 CMC NaggI1 I3 粘度计 a 找到一种新的蠕虫状胶束体系 17 环境刺激响应性 蠕虫状胶束体系 不同的温度不同的pH 测量聚集数 粘度的变化 18 药物增溶及废水处理 蠕虫状胶束体系药物HPLC 蠕虫状胶束体系 有机物 金属离子 原子吸收光度仪 超滤膜 19 五 预期结果 找到一种新的蠕虫状胶束复配体系 并 得到其微观结构 体系在拥有良好的受温度 pH 变化的 刺激响应性 对药物增溶及废水处理效果良好 争取发1 2篇高质量文章 20 六 基础及条件 1 对相关资料文献进行了大量的查阅 制定了可行的实验 方案 2 课题组对表面活性剂相关领域已有了多年的深入研究 积累了较好的研究经验和基础 3 海南大学材化学院及分析测试中心的仪器设备基本可保 证本课题的各项研究工作顺利开展 21 七 实验进度安排 2011 9 2012 11 2012 12 2013 2 2013 3 2013 8 2013 9 2013 11 2013 11 2014 3 查阅文献查阅相关文献资料 进行汇总整 理 参与他人的实验 为独立实验打下基础 完成实验方案及规划 药品的准备 并初步 尝试找到一种新的体系 得到新的体系 并得出其物化性质及微观结 构 并试验其对pH 温度的刺激响应行 为 整理资料 争取发表1篇文章 对体系做药物增溶及污水处理实验 整理资 料 争取发表1篇文章 撰写毕业论文及补充实验 22 八 部分参考文献 姜文清 郝京诚 水相和特殊介质中有序聚集体的结构 性质和应用 I 表面活性剂在水相和离子液体中的有序聚集体 J 日用 化学工业 2008 38 4 257 266 张永民 郭赞如 张继超 冯玉军 王碧清 王九霞 智能型蠕虫状胶束体系 J 化学进展 2011年10期 张为灿 梁好君 十六烷基三甲基溴化铵蠕虫状胶束的形成及其性质 J 科学通报 2000年11期 1138 1141 卢惠娟 陈冲 郭宏涛 无探针紫外光谱法测定CTAB的第二临界胶束浓度 J 化学学报 2006 64 24 2437 2441 Zhou Z Chaibundit C D Emanuele A Lennon K Attwood D and Booth C Int J Pharm 2008 354 82 Tobita K Sakai H Kondo Y Yoshino N Iwahashi M Momozawa N Abe M Langmuir 1997 13 5054 Y Y Lin X H Cheng Y Qiao C L Yu Z B Li Y Yan et al Soft Matter 6 2010 p 902 Klijn J E Stuart M C A Scarzello M Wagenaar A and Engberts J B F N J Phys Chem B 2006 110 21694 Chu Z Feng Y Chem Commun 2010 46 9028 Tsuchiya K Orihara Y Kondo Y Yoshino N Ohkubo T Sakai H Abe M J Am Chem Soc 2004 126 12282 Salkar R A Hassan P A Samant S D Candau S J Manohar C Chem Commun 1996 1223 S K Saha M J Moazzam A A Chakraborty G Bit S K DasJ Phys Chem B 112 2008 p 4642 Raghavan S R Kaler E W Langmuir 2001 17 300 306 Lin Y Han X Huang J Fu H Yu C J Colloid Interface Sci 2009 330 449 455 WON J K SEUNG M Y Microstructures and rheological responses of aqueous CTAB solutions in the presence of benzyl additives J Langmuir 2000 16 15 6084 6093 RAGHAVAN S R FRITZG Wormlike micelles formed by synergistic self assembly in mixtures of anionic and cationic surfactants J Langmuir 2002 18 10 3797 3803 23 谢谢 24
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