山东理工大学化工学院于海阔论文

泰山医学院本科生毕业设计（论文）开题报告题目：高内相比乳液法制备多孔材料机理研究院（部）系化学与化学工程学院所学专业高分子材料与工程年级、班级2003级学号3030311020学生姓名徐娟指导教师姓名专业技术职务常海涛讲师所属学科高分子材料与工程2007年 3 月 19 日说明1．毕业设计（论文）题目确定后，学生应尽快征求指导教师意见，讨论立题与整个毕业设计（论文）的工作计划，然后根据课题要求查阅、收集有关资料。

开题报告可在教研室或院（部）系范围内举行，须适当请有关专家参加，指导教师必须参加，报告最迟在毕业实习前完成。

2．本表在开题报告通过论证后填写，一式三份。

本人、指导教师、所在教学院（部）系各一份。

3．开题报告的撰写完成，意味着毕业设计（论文）工作已经开始，学生已对整个毕业设计（论文）工作有了周密的思考，是完成毕业设计（论文）关键的环节。

在开题报告的撰写中指导教师只可提示，不可包办代替。

4．无开题报告者不得申请答辩。

5．本表打印或用黑色笔填写。

出师表两汉：诸葛亮先帝创业未半而中道崩殂，今天下三分，益州疲弊，此诚危急存亡之秋也。

然侍卫之臣不懈于内，忠志之士忘身于外者，盖追先帝之殊遇，欲报之于陛下也。

诚宜开张圣听，以光先帝遗德，恢弘志士之气，不宜妄自菲薄，引喻失义，以塞忠谏之路也。

宫中府中，俱为一体；陟罚臧否，不宜异同。

若有作奸犯科及为忠善者，宜付有司论其刑赏，以昭陛下平明之理；不宜偏私，使内外异法也。

侍中、侍郎郭攸之、费祎、董允等，此皆良实，志虑忠纯，是以先帝简拔以遗陛下：愚以为宫中之事，事无大小，悉以咨之，然后施行，必能裨补阙漏，有所广益。

将军向宠，性行淑均，晓畅军事，试用于昔日，先帝称之曰“能”，是以众议举宠为督：愚以为营中之事，悉以咨之，必能使行阵和睦，优劣得所。

亲贤臣，远小人，此先汉所以兴隆也；亲小人，远贤臣，此后汉所以倾颓也。

先帝在时，每与臣论此事，未尝不叹息痛恨于桓、灵也。

侍中、尚书、长史、参军，此悉贞良死节之臣，愿陛下亲之、信之，则汉室之隆，可计日而待也。

化工与材料工程学院毕业设计文献综述65万吨/年MTO工艺设计 650000 tons/year MTO process design学生学号08110430学生姓名郑大朋专业班级化工081104指导教师栾国颜教授联合指导教师纪书江工程师完成日期2012.3.12吉林化工学院Jilin Institute of Chemical Technology化工与材料工程学院毕业设计文献综述目 录第 1 章发展煤制烯烃的背景和意义 (1)第 2 章国内外甲醇制烯烃的工艺技术进展 (2)2.1 烯烃的制取方法 (2)2.2 国内外甲醇制烯烃工艺进展 (2)2.2.1 德国鲁奇（Lurgi）公司甲醇制丙烯MTP工艺 (2)2.2.2 美国环球油品公司和海德鲁公司UOP/Hydro 的MTO工艺 (3)2.2.3 中科院大连化物所DMTO 工艺 (3)2.2.4 清华MTO工艺 (5)2.3 MTO工艺反应机理及动力学研究 (5)2.3.1 反应机理 (5)2.3.2 动力学研究 (7)2.4 催化剂的研究进展 (7)2.5 混合C4+的利用 (7)第 3 章工艺选择 (8)3.1 工艺选择 (8)3.2 MTO烯烃分离工段工艺选择 (8)3.3 工艺条件 (9)第 4 章软件介绍 (10)第 5 章设计思路及规划安排 (11)5.1 设计思路 (11)5.2 预期目的 (11)5.3 时间规划 (11)参考文献 (12)第 1 章 发展煤制烯烃的背景和意义乙烯是全球消费量最大、最重要的基础有机化工原料，其主要下游产品有聚乙烯、环氧乙烷、乙二醇、聚氯乙烯和苯乙烯等。

丙烯的全球消费量仅次于乙烯，主要用于生产聚丙烯、丙烯腈、环氧丙烷、苯酚丙酮等基本有机原料[1]。

我国的工业发展对低碳烯烃的需求日渐攀升，供需矛盾也将日益突出。

迄今为止，通过石脑油的裂解仍然是制取低碳烯烃的主要途径。

随着世界石油的价格起伏大，资源日趋短缺的形势日益加剧，我国的烯烃工业面临严峻考验[2]。

物理吸附储氢材料的研究进展
张峰;冯翠红;张丽鹏;于先进
【期刊名称】《硅酸盐通报》
【年(卷),期】2013(32)9
【摘要】本文对物理吸附材料主要包括碳基储氢材料及其衍生物、沸石(分子筛)、金属有机物骨架、共价有机物骨架等进行了综述,这类材料具有高比表面积、低温储氢性能好等特点;但常温或高温储氢性能差的特点也制约了物理吸附的发展。

本文最后对新型储氢材料研究进行了展望,重点在于高可逆性、高容量、高效催化加氢、常温常压下储存与运输、温和条件下可控催化脱氢等性能的研究。

【总页数】6页(P1785-1789)
【关键词】氢能;物理吸附材料;展望
【作者】张峰;冯翠红;张丽鹏;于先进
【作者单位】山东理工大学化学工程学院;山东大成农化有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TB332
【相关文献】
1.高比表面积活性炭吸附储氢材料的研究进展 [J], 赵伟刚;罗路;王洪艳
2.常温下增强碳基吸附材料储氢量技术的研究进展 [J], 李轩;倪文;黄建阳;张筝
3.多孔吸附储氢材料研究进展 [J], 尚福亮;杨海涛;韩海涛
4.中科院大连化学物理所物理吸附储氢材料研究取得新进展 [J],
5.大连化物所物理吸附储氢材料研究取得新进展 [J],
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独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。

尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得山东理工大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。

与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。

研究生签名：时间：年月日关于论文使用授权的说明本人完全了解山东理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅；学校可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。

(保密的学位论文在解密后应遵守此协议)研究生签名：时间：年月日导师签名：时间：年月日摘要本文结合某矿区的实际，针对概率积分法参数反演中的病态性以及自适应拟合推估在开采沉陷预计中的应用，以MATLAB为平台，展开研究，主要研究内容和成果如下：1、阐述了概率积分法的基本原理，包括静态预计和动态预计；推导了概率积分法参数反演的基本过程；讨论了非充分开采的参数修正。

2、探讨分析了概率积分法参数估计中法矩阵的病态性问题，并考虑应用岭估计法、截断奇异值法以及新的奇异值修正方案削弱法矩阵病态的可行性；研究分析病态性的处理与参数初值敏感性的关系，由于病态性的改善往往伴随参数初值敏感性的增加，因此引入分辨率的概念，对参数初值的敏感性做定量分析。

3、地表下沉可分为倾向部分和随机部分，对倾向部分可通过概率积分法函数描述，而随机部分则当作先验期望和方差已知的信号处理，用拟合推估方法来处理开采沉陷问题，根据自适应滤波的思想，引入赫尔默特方差分量估计，对信号的先验方差进行调整；引入抗差估计，建立抗差自适应拟合推估模型，处理含有粗差和异值的观测量。

并结合实例，应用抗差自适应拟合推估对开采沉陷的静态预计与动态预计进行研究，算例结果表明：自适应拟合推估调整了信号与观测值之间的权比，使信号向量协方差矩阵与观测向量的协方差矩阵协调一致，提高了估值的精度；在观测值含有粗差的情况下，抗差自适应拟合推估参数估值的精度和稳定性得到明显提高。

Th(Ⅳ)在高庙子膨润土上的吸附行为王所伟;李家星;陈磊;王祥科;董云会【摘要】采用静态批式法研究了Th(Ⅳ)在高庙子膨润土上的吸附行为.探讨了接触时间、pH、离子强度、固液比以及腐殖酸对吸附的影响.测定了293.15 K下的吸附等温线.实验结果表明,pH和离子强度对Th(Ⅳ)吸附的影响很大,腐殖酸在低pH 下促进Th(Ⅳ)在高庙子膨润土上的吸附,而在高pH下几乎没有影响;Th(Ⅳ)在高庙子膨润土上的吸附主要通过表面络合和离子交换进行;Langmuir方程可以很好的拟合吸附等温线.【期刊名称】《核化学与放射化学》【年(卷),期】2010(032)002【总页数】5页(P106-110)【关键词】高庙子膨润土;吸附;Th(Ⅳ)【作者】王所伟;李家星;陈磊;王祥科;董云会【作者单位】山东理工大学,化学工程学院,山东,淄博,255049;中国科学院,等离子体物理研究所,安徽,合肥,230031;中国科学院,等离子体物理研究所,安徽,合肥,230031;山东理工大学,化学工程学院,山东,淄博,255049;中国科学院,等离子体物理研究所,安徽,合肥,230031;山东理工大学,化学工程学院,山东,淄博,255049【正文语种】中文【中图分类】TL941.21高放废物处置库的最后一道工程屏障是缓冲/回填材料，它被置于高放废物处置库围岩与高放废物包装体之间。

缓冲/回填材料的作用是多方面的，它的主要作用是：充填废物容器与围岩间的空隙和近场岩石中的裂隙或空隙，将容器固定在一定的位置，缓冲围岩压力对废物罐的影响，阻止地下水进入废物包装容器，改变地下水的化学成分，调节地下水的pH值，阻滞核素迁移，同时也对辐射热有重要的传导作用。

因此，高放废物处置库中所用的缓冲/回填材料需满足的要求是：长期的物理化学稳定性，良好的力学性能，高膨胀性，低透水性，核素迁移的迟滞性，耐辐照性和经济性。

能充分满足这些功能的材料中，粘土类矿物，特别是以蒙脱石为主要成分的膨润土，因其具有低透水性、高膨胀性、且来源于天然等性质，最引人注目[1]。

毕业设计（论文）题目甲壳素的制备研究系（院）化学与化工系专业化学工程与工艺班级09化工本一学生姓名张厚国学号2009010821指导教师岳武职称讲师二〇一三年六月二十二日独创声明本人郑重声明：所呈交的毕业设计(论文)是本人在指导老师的指导下独立进行研究工作所取得的成果成果不存在知识产权争议。

尽我所知除文中已经注明引用的内容外本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。

本声明的法律后果由本人承担。

作者签名:二〇一三年六月二十二日毕业设计（论文）使用授权声明本人完全了解滨州学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定。

本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版同意学校保存学位论文的印刷本和电子版或采用影印、数字化或其它复制手段保存设计（论文）；同意学校在不以营利为目的的前提下建立目录检索与阅览服务系统公布设计（论文）的部分或全部内容允许他人依法合理使用。

（保密论文在解密后遵守此规定）作者签名:二〇一三年六月二十二日甲壳素的制备研究摘要本文主要研究以蟹壳为原料，运用化学法制备甲壳素，使用不同的酸碱处理顺序和处理时间,处理温度对制得甲壳素产品的影响。

本次试验对蟹壳采用酸碱循环处理（酸除碳酸钙，碱除油脂和蛋白质，碱除蛋白质后可以助于酸除钙），使得酸碱得以回收减少能耗，双氧水氧化脱色，制得甲壳素。

运用不同的酸碱处理顺序和条件得到不同的产品，利用紫外分光光度法测定脱蛋白率，EDTA法测定脱钙率，通过对比不同产品的颜色，红外检测来分析得出生产甲壳素的最佳条件，为甲壳素的大规模工业生产提供更简洁经济的工艺条件。

实验得到的由蟹壳制备甲壳素的最佳条件为：以2.5mol/L的NaOH溶液在70℃下处理4小时，再用1.0mol/L的HCl溶液在常温下处理10小时。

脱色采用30%H2O2溶液处理1.5小时。

关键词：甲壳素；脱钙率；脱蛋白率The preparation of chitinAbstractThis paper mainly studies the impact of preparing chitin which based on making the crab shell as raw material, preparing chitin by using chemical method, using different acid-base processing sequence and nprocessing time, and processing temperature. In the test the acid-base cycling treatment of crab (acid in addition to calcium carbonate, alkali degreasing and protein, alkali removing protein can contribute to acid calcium removal), which can be recycled and reduce energy consumption of acid, hydrogen peroxide bleaching, preparation of chitin. The acid and alkali treatment sequence and different conditions have different products, using the UV spectrophotometric method for the determination of protein removal rate, determination of decalcification rate of EDTA method, by comparing the different color, infrared detection to analyze the optimal conditions were obtained for the production of chitin, chitin of large-scale industrial production to provide more simple process conditions of economy. The optimum conditions of preparation of chitin from crab shell for: NaOH solution, 2.5mol/L solution at 70℃for 4 hours, HCl solution and 1.0mol/L treatment for 10 h at room temperature. Decolorization of the 30%H2O2 solution for 1.5 hours.Keywords: Chitin; Decalcification rate; Protein removal rate目录引言 (1)第一章绪论 (2)1.1 甲壳素的性质与结构 (2)1.2 甲壳素的应用 (2)1.2.1 甲壳素的特殊生物功能 (2)1.2.2 工业上的用途 (5)1.2.3 医药上的用途 (5)1.2.4 美容上的用途 (5)1.3 甲壳素的制备方法 (5)1.3.1 化学法 (5)1.3.2 微生物发酵法 (5)1.3.3 酶合成法 (6)第二章实验部分 (7)2.1 实验试剂 (7)2.2 实验仪器 (7)2.3 实验原理 (7)2.3.1 生产工艺原理 (7)2.3.2 甲壳素的制备工艺流程 (8)2.4 实验 (8)2.4.1 脱蛋白实验 (8)2.4.2 脱钙实验 (9)2.4.3 脱色试验 (9)2.4.4 甲壳素的表征 (9)第三章结果与讨论 (10)3.1 碱浓度对脱蛋白效果的影响 (10)3.2 相同碱浓度下碱煮时间对脱蛋白的影响 (10)3.3 盐酸浓度对脱钙效果的影响 (11)3.4 酸处理时间对脱钙效果的影响 (12)3.5 脱色效果 (12)3.6 红外吸收光谱分析 (13)结论 (15)参考文献 (16)谢辞 (17)引言甲壳素是1811年由法国学者布拉克诺发现，1823年由欧吉尔从甲壳动物外壳中提取，并命名为Chitin，译名为几丁质。

第38卷第1期2024年1月山东理工大学学报(自然科学版)Journal of Shandong University of Technology(Natural Science Edition)Vol.38No.1Jan.2024收稿日期:20221225第一作者:孙蕾,女,2101817012@;通信作者:李相晔,女,lixiangye@文章编号:1672-6197(2024)01-0068-05海胆状纳米二氧化硅增强水凝胶的制备与性能研究孙蕾1,王少华1,赵增典1,刘秀芳2,李相晔1(1.山东理工大学化学化工学院,山东淄博255049;2.齐鲁医药学院药学院,山东淄博255300)摘要:利用溶胶-凝胶法制备海胆状的二氧化硅纳米颗粒(USN ),并将其作为共价交联中心增强聚丙烯酰胺(PAM )水凝胶㊂利用硅烷偶联剂(3-(异丁烯酰氯)丙基三甲氧基硅烷)对USN 进行表面改性,通过原位引发自由基聚合得到USN 增强的聚丙烯酰胺水凝胶㊂利用傅里叶变换红外光谱(FTIR )㊁动态光散射(DLS )和透射电子显微镜(TEM )对改性前后的USN 进行表征,考察了USN 加入量对水凝胶溶胀性能和压缩性能的影响㊂结果表明:与纯聚丙烯酰胺水凝胶相比,掺杂USN 后,水凝胶溶胀率由约70%降低到约30%,显示出明显的抗溶胀性能;在应变为90%的条件下,水凝胶的最大压缩应力由298.8kPa 增大到566.4kPa ㊂关键词:水凝胶;二氧化硅纳米颗粒;共价增强;溶胀性能;压缩性能中图分类号:TB532.1;TB553文献标志码:APreparation and properties of hydrogels reinforced by urchin-like silica nanoparticlesSUN Lei 1,WANG Shaohua 1,ZHAO Zengdian 1,LIU Xiufang 2,LI Xiangye 1(1.School of Chemistry and Chemical Engineering,Shandong University of Technology,Zibo 255049,China;2.College of Pharmacy,Qilu Medical University,Zibo 255300,China)Abstract :Urchin-like silica nanoparticles (USN)were prepared by the sol-gel method and further used as covalent crosslinkers to reinforce polyacrylamide (PAM)hydrogels.After the USN surface was modi-fied by the silane coupling agent (3-(isobutenyl chloride)propyl trimethoxysilane),the USN-enhanced polyacrylamide hydrogels were obtained by in situ initiated radical copolymerization.The USNs before and after modification were characterized by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR),dynamic light scattering (DLS)and transmission electron microscopy (TEM).The effects of USN addition on the swelling and compression properties of hydrogels were investigated.The results show that compared with pure polyacrylamide hydrogels,the swelling ratio of hydrogels decreases from ~70%to ~30%after the addition of USN,exhibiting an obvious anti-swelling ability.The maximum compressive stress of hydrogels increases from 298.8KPa to 566.4KPa at the constant strain of 90%.Keywords :hydrogel;nano-silica;covalent reinforcement;swelling behavior;compression property㊀㊀水凝胶是一种由天然或合成聚合物制成的具有三维网络结构的柔软材料,具有很强的吸水和保水能力[1-2]㊂由于水凝胶的高含水性㊁良好的生物相容性㊁易于调控的网络结构等优异特性,被广泛应用于药物释放[3-5]㊁医用材料[6-8]㊁组织工程[9-11]㊁化妆品材料[12-13]等诸多领域,但是水凝胶在水中易溶㊀胀㊁力学性能较差,这在一定程度上限制了水凝胶的应用㊂目前,水凝胶的增强方法主要有双网络法[14]㊁纳米改性剂物理交联法[15-16]㊁拓扑网络结构法[17]㊁疏水缔合法[18-19]等㊂Wang等[20]通过一步光引发共聚制备了二氨基三嗪-二氨基三嗪(DAT-DAT)氢键增强的功能水凝胶㊂Zhang等[21]通过将季戊四醇交联的聚丙烯酸(PAAc)微凝胶与聚丙烯酰胺(PAM)提高了水凝胶的韧性㊂Kumar等[22]通过共价键诱导形成强离子对,增强了凝胶的机械性能㊂这些增强策略的中心思想都是利用引入的 牺牲键 耗散外界能量,进而提高水凝胶的机械强度[23]㊂本文采用溶胶-凝胶法制备了海胆状二氧化硅纳米颗粒(USN),并在其表面接枝C=C,将表面改性的USN作为共价交联中心与单体丙烯酰胺(AAm)经光引发自由基聚合后制得纳米二氧化硅增强复合水凝胶,考察USN的加入对水凝胶溶胀性能和压缩性能的影响,探究USN的水凝胶增强机理㊂1㊀实验部分1.1㊀实验试剂正硅酸乙酯(98%㊁TEOS),3-(异丁烯酰氯)丙基三甲氧基硅烷(97%㊁KH570),十六烷基三甲基溴化铵(99%㊁CTAB),氨水(25%~28%)和N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(99%㊁MBA)均购自上海阿拉丁试剂有限公司;丙烯酰胺(分析纯㊁AM)和硅酸钠镁锂(99%㊁Laponite)购自上海麦克林生化科技有限公司;无水乙醇(分析纯)购自淄博市化学试剂厂有限公司;过硫酸钾(分析纯㊁KPS)购自天津恒兴化学试剂有限公司;三乙胺(分析纯㊁TEA)购自天津市致远化学试剂有限公司;水杨酸钠(分析纯㊁NaSal)购自河北百灵威超精细材料有限公司);实验用水均为超纯水㊂1.2㊀实验方法1.2.1㊀USN的制备与表面改性1)采用改进的溶胶-凝胶法制备USN[24]㊂具体为:在500mL三口烧瓶中加入125mL水㊁1.9g CTAB和0.945g NaSal,升温至78ħ搅拌至完全溶解;加入0.34g TEA,搅拌均匀后逐滴加入20mL TEOS;加热回流6h,冷却至室温,分别用无水乙醇和水离心洗涤数次,45ħ真空干燥,研磨;以2ħ/ min的速率升温至550ħ保温5h,得到白色粉末,记为USN㊂2)利用硅烷偶联剂KH570对USN进行表面改性㊂具体为:取2g上述制备的USN粉末,超声分散在40mL的无水乙醇中;加入6mL KH570和3 mL氨水,加热回流6h㊂待反应结束后,停止加热,冷却至室温,分别用无水乙醇和水离心洗涤数次,45ħ真空干燥,得到白色粉末,记为mUSN㊂3)利用TEM(JEOL JEM-1400,日本)观察USN 和mUSN的形貌,利用DLS(Malvern Instruments Zetasizer Nano ZS型纳米粒度仪,英国)分析USN和mUSN的粒径,利用FTIR(Nicollet5700,美国)分析USN和mUSN的红外吸收光谱㊂1.2.2㊀USN增强水凝胶的制备USN增强水凝胶通过光引发自由基聚合的方法制备如图1所示㊂具体为:称取0.4g AM溶解在水中,依次加入0.02g MBA㊁0.02g KPS和0.2g Laponite,充分搅拌后,得前驱液A㊂称取一定质量的mUSN超声分散在2mL去离子水中,得前驱液B㊂将前驱液B缓慢加入前驱液A中,搅拌均匀后紫外光照射2min,紫外光(365nm)下照射2min即得USN/PAM复合水凝胶㊂将水凝胶冷冻干燥后利用扫描电子显微镜(SEM,Sirion200,荷兰)观察水凝胶的形貌㊂利用FTIR分析水凝胶的网络结构㊂图1㊀海胆状二氧化硅纳米颗粒增强水凝胶的合成示意图1.2.3㊀USN/PAM复合水凝胶的溶胀性能采用称重法考察USN/PAM复合水凝胶的溶胀性能㊂将水凝胶浸泡于足量水中,间隔一定时间取出称重,利用公式(1)计算水凝胶的溶胀率(SR)㊂SR=W t-W0Wˑ100%,(1)式中W0和W t分别为水凝胶在初始时刻和t时刻的质量㊂1.2.4㊀USN/PAM复合水凝胶的压缩性能采用万能实验机(WDW-5T)对USN/PAM复合水凝胶的压缩性能进行测试㊂测试温度为25ħ,传感器载荷为10kN,压缩速率为5mm/min㊂水凝胶试样均为边长5mm的正方形㊂96第1期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀孙蕾,等:海胆状纳米二氧化硅增强水凝胶的制备与性能研究2㊀结果与讨论2.1㊀USN 的制备与表面改性图2为USN 和mUSN 的红外光谱图㊂与USN 相比,mUSN 的谱图中除了1070.62cm -1处的Si -O特征峰,在1718.67cm -1处出现了KH570中C =O 的伸缩振动峰和1637.05cm -1处的C =C 的伸缩振动峰,说明UNS 成功被KH570修饰,颗粒表面接枝了C =C㊂图2㊀USN 和mUSN 的FTIR 图USN 和mUSN 的形貌可以通过TEM 观察,如图3所示㊂从图中可以看出,USN 和mUSN 均为海胆状的球形颗粒,说明KH570的表面改性不会改变颗粒的形貌;此外,二者均具有良好的单分散性,颗粒之间基本无聚集,粒径分布较均匀㊂相比于USN,经过KH570改性后的mUSN 颗粒粒径没有明显变化,但是在视野中观察到了小尺寸颗粒;同时,根据DLS 结果(图4),mUSN 的平均粒径略小于USN 的平均粒径㊂这可能是由于在USN 的改性过程中,少㊀㊀(a)USN,多个㊀㊀㊀㊀㊀㊀(b)USN,单个㊀㊀(c)mUSN,多个㊀㊀㊀㊀㊀㊀(d)mUSN,单个图3㊀USN 和mUSN 的TEM图图4㊀USN 和mUSN 的分布图量KH570的水解产物缩聚反应,生成了小颗粒,导致体系的平均粒径减小㊂2.2㊀USN /PAM 复合水凝胶的构筑与形貌分析将USN /PAM 复合水凝胶冷冻干燥后,采用溴化钾压片法采集水凝胶的红外吸收光谱,如图5所示㊂3201.29cm -1和3338.46cm -1处分别是酰胺中缔合与游离-NH 2的特征吸收峰,1610.15cm -1处为N -H 的弯曲振动吸收峰,2940.32cm -1和1450.57cm -1处为CH 2的特征吸收峰,1658.26cm -1处为C =O 的伸缩振动峰,同时在1007.15cm -1和1059.29cm -1㊁分别出现了Si -O -Si 对称和非对称伸缩振动峰㊂815.75cm -1处的Si -C 键的伸缩振动峰,说明成功将USN 与聚丙烯酰胺网络通过共价作用复合在一起[25]㊂由水凝胶的SEM 图(图6)可知,水凝胶具有水凝胶内部呈现多孔的网状结构,网络结构致密㊂以上结果证实,成功制备了USN 共价增强的复合水凝胶㊂图5㊀USN /PAM 复合水凝胶的FTIR 图2.3㊀USN /PAM 复合水凝胶的溶胀性能作为高吸水材料,水凝胶极易在水中吸水溶胀,7山东理工大学学报(自然科学版)2024年㊀㊀㊀㊀(a)放大200倍㊀㊀㊀㊀㊀(b)放大1000倍图6㊀不同放大倍数下USN /PAM 复合水凝胶的SEM 图导致水凝胶网络结构与性质的变化,设计制备具有一定抗溶胀性能的水凝胶材料具有重要意义㊂实验中考察了所得USN /PAM 复合水凝胶的溶胀率,加入不同质量的mUSN 时复合水凝胶的溶胀率列于表1㊂由图7可知,空白PAM 水凝胶在水中浸泡7d 后的溶胀率为66%㊂当加入mUSN 后,USN /PAM 复合水凝胶的溶胀率明显降低,并且随着mUSN 加入量的增加,水凝胶溶胀率逐渐降低㊂当所加入mUSN 的质量分数分别为1%㊁2%㊁3%和4%时,水凝胶的溶胀率分别降低为57%㊁53%㊁46%和33%㊂这是由于mUSN 加入水凝胶网络后,在凝胶网络内部形成了丰富的刚性共价交联点,增加了水凝胶的交联密度,抑制三维网络的溶胀,有效提高了水凝胶的抗溶胀性能㊂图7㊀不同mUSN 加入量时USN /PAM 复合水凝胶的溶胀曲线利用公式(2)计算了水凝胶的吸水率:吸水率=溶胀平衡后水凝胶的质量-干凝胶的质量干凝胶的质量ˑ100%㊂(2)㊀㊀由表1可知,当所加入mUSN 的质量分数分别为1%㊁2%㊁3%和4%时,水凝胶的吸水率由纯PAM 水凝胶的245%分别降低为179%㊁143%㊁164%和154%㊂结果表明,经过mUSN 改性后,水凝胶的吸水率有所降低,但是在一定程度上保留了水凝胶高吸水率的特性㊂表1㊀mUSN 含量不同时USN/PAM 复合水凝胶的溶胀与应力-应变值编号mUSN 的质量分数/%溶胀率/%吸水率/%应变/%应力/kPa HG006624590298.8HG115717990394HG225314390566.4HG334616490372.4HG4433154903502.4㊀USN /PAM 复合水凝胶的压缩性能压缩性能是衡量水凝胶力学性能的一个重要指标㊂以90%的压缩应变分别对纯PAM 水凝胶和USN /PAM 复合水凝胶进行压缩性能测试,其应力-应变曲线如图8所示,应变为90%时对应的最大应力值列于表1㊂与纯PAM 水凝胶相比,USN /PAM 复合水凝胶的抗压缩性能明显增强㊂当mUSN 的质量分数为2%时,复合水凝胶的抗压缩性能最强,这是由于mUSN 加入增加了复合水凝胶的交联密度,同时由于mUSN 的疏水特性,使其在凝胶网络中易于自发形成疏水缔合作用,当水凝胶受到外压时,凝胶网络中的疏水缔合体能有效耗散外界能量,提高水凝胶的抗压缩性能㊂当mUSN 的质量分数继续增加到3%和4%时,最大应力值反而降低㊂这可能是由于mUSN 含量较高时,在水凝胶成型过程中,mUSN 之前快速形成大量的疏水缔合体,导致复合水凝胶网络结构的不均匀性,从而降低了水凝胶的抗压缩性能㊂图8㊀不同mUSN 加入量时USN /PAM 复合水凝胶的应力-应变曲线3㊀结论本文采用溶胶-凝胶法制备了利用溶胶-凝胶17第1期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀孙蕾,等:海胆状纳米二氧化硅增强水凝胶的制备与性能研究法制备海胆状的二氧化硅纳米颗粒USN,并利用硅烷偶联剂KH570对其进行表面改性,进一步将其引入水凝胶三维网络中制备了USN/PAM复合水凝胶,得出以下结论:1)所得USN具有典型的球形海胆状形貌,颗粒具有很好的单分散性,粒径分布均匀㊂TEM和DLS 结果显示KH570改性对颗粒的形貌及粒径影响不大㊂FTIR谱图证实经KH570改性后,颗粒表面成功接枝了自由基聚合的反应位点C=C㊂2)将mUSN引入PAM水凝胶网络,成功制备了USN/PAM复合水凝胶,所得复合水凝胶具有明显的抗溶胀性能㊂随着mUSN加入量的增加,水凝胶的抗溶胀性能逐渐增强㊂当mUSN的加入量为4%时,水凝胶的溶胀率由纯PAM水凝胶的约70%降低到约30%㊂3)与纯PAM水凝胶相比,USN/PAM复合水凝胶的抗压缩性能明显增强㊂当mUSN的质量分数为2%时,复合水凝胶的抗压缩性能最强,应变为90%时的最大压缩应力为566.4kPa㊂参考文献:[1]CHOPRA H,SINGH I,RAHMAN H,et al.A comprehensive review on hydrogels[J].Current Drug Delivery,2022,19(6):658 -675.[2]GUAN Y X,MAO Y R,LIAO J G,et al.Preparation and properties of nano silica-based bioactive glass/apatite/sodium alginate composite hydrogel[J].Journal of the Mechanical Behavior of Bio-medical Materials,2022,136:105515.[3]PISTONE A,IANNAZZO D,CELESTI C,et al.Chitosan/pamam/ hydroxyapatite engineered drug release hydrogels with tunable rheo-logical properties[J].Polymers,2020,12(4):754. 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