海藻酸钠/碳纳米管复合吸附剂的制备开题报告

1. 研究目的与意义

由于碳纳米管(cnts)具有独特的结构及优异的力学、热学、电学等性能，cnts成为科学界研究的热点^[1]。

但是由于cnts大的表面能，使其在聚合物基体中极易发生团聚，难于分散，对其表面进行修饰以提高其溶解性，分散性和加工性能成为当今关注的课题。

以海洋生物多糖分子海藻酸钠(sa)对多壁碳纳米管(mwnts)进行非共价键修饰，可以实现对mwnts在水溶液中的良好分散。

2. 国内外研究现状分析

海藻酸钠纳米复合材料是将海藻酸钠与纳米材料通过相应的技术制备得到的聚合物纳米复合材料，由于其具有良好的理化性质、功能特性、生物相容性及特殊的纳米效应，因而受到国内外学者的广泛关注。本文简介了海藻酸钠纳米复合材料的理化特性及功能特性，综述了其在生物医药、食品及工业中的应用研究进展，主要介绍了该类材料在药物载体、组织工程支架、抗菌材料及创伤敷料、食品包装、工业生产及污水处理等方面的研究及进展，并指出该复合材料具有光明的应用前景，但仍需要从制备工艺的优化、安全性能的科学评价等方面解决其在应用商业化面临的问题以加速其发展^[3]。

吴小婷等研究了海藻酸钠与羧甲基壳聚糖/有机累托石纳米复合材料形成的微球的药物缓释性能^[4]。研究结果表明，与纯羧甲基壳聚糖微球相比，该微球对牛血清蛋白（bsa）的包封率及缓释性能都有较大提高，包封率从56%提高到86%，药物缓释时间从24 h上升到72 h。joshi等以气体喷雾的方式将海藻酸钠与明胶/碳酸钙纳米多孔颗粒的悬浮液喷入氯化钙溶液中，制备得到海藻酸钙包裹明胶/碳酸钙多孔纳米材料的微球，该微球大大降低了地塞米松的突释，且将药物释放量达到95%所需的时间延长到了14天（单纯的碳酸钙多孔材料及明胶/碳酸钙多孔纳米材料所需的时间分别为4天和9天）。在微胶囊的制备及研究中，壳聚糖也是较为常见的材料，将其与海藻酸钠复合制备纳米微胶囊，控释效果理想^[5]。liu等^[6]制备壳聚糖

/海藻酸钠纳米微胶囊，并研究该微胶囊附载卡培他滨（capecitabine）和球蛋白（γ-globulin）后的体外释放实验，结果证明该纳米微胶囊对两种药物都有良好控释作用。具有层状结构的蒙脱土（mmt）是制备纳米复合材料的理想天然矿物。iliescu等^[7]利用了蒙脱土与海藻酸钠的协同作用制备并研究了可作为载药系统的蒙脱土/海藻酸钠纳米复合材料，通过体外释放实验结果可知，蒙脱土/海藻酸钠纳米复合材料能够有效控制治疗结肠癌新药物伊立替康（irinotecan）的释放，防止突释，并且能减少药物的释放量及降低释放速率。此外还有学者利用纳米氧化硅、纳米硫化锌等纳米材料与海藻酸钠复合，制备药物载体，都能够达到良好的缓释效果^[8]。

海藻酸钠具有血液相容性及可体内降解清除的特点，是靶向给药的很好载体材料，许多纳米材料具有靶向定位能力，可结合两者优点进行靶向给药系统的研究。南开大学的袁直等^[9]探究了一种以甘草次酸为肝靶向化合物的海藻酸钠靶向纳米给药系统，该给药系统具有高度的肝脏靶向性，可同时进行包封亲水性抗癌药物和疏水性抗癌药物，或只对单一抗癌药物进行包封，具有药物缓释功能、可减少药物用量和给药次数。张晓科^[10]利用海藻酸钠和壳聚糖对经过氧化截短和纯化处理的单壁碳纳米管（swcnts）共同进行非共价修饰，并引入靶向分子叶酸和蒽环类抗癌药物阿霉素，制备得到一种兼具缓释和靶向效果的胞内给药载体体系。研究表明通过调节swcnts 表面修饰的多糖，可以实现对载体载药率和缓释速度的调控，并且该给药载体体系具有载药量高、靶向性好及具有ph 响应的缓释性能，有望作为新型抗肿瘤给药体系。关于阿霉素的附载，另外还有学者研制了具有癌细胞靶向性的硅酸镁锂（laponite）/阿霉素/海藻酸钠纳米复合物^[11]。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：

(1) 海藻酸钠/碳纳米管复合材料的制备；

(2) 海藻酸钠/碳纳米管复合材料的表征；

4. 研究创新点

以海洋生物多糖分子海藻酸钠(SA)对多壁碳纳米管(MWNTs)进行非共价键修饰，可以实现对MWNTs的良好分散。

本课题提出海藻酸钠/碳纳米管复合材料的制备和其吸附性能的研究, 所制备的SA/MWNTs 凝胶球可重复使用，极具稳定性，在实际应用的废水处理中有着巨大的潜在优势。