壳聚糖复合微球载银杀菌材料的制备及其在再生水处理的应用
本论文研究了壳聚糖复合微球载银杀菌材料的制备条件及其在再生水处理的应用效果。实验结果表明凹凸棒粘土0.75g，海藻酸钠1.25g，制备为混合溶液，将混合溶液滴入浓度为5%的氯化钙溶液中形成胶珠；用壳聚糖溶液覆膜，壳聚糖与胶珠比例为5:1，此条件下制备的复合微球具有很好的机械性能；在温度为50℃下，PH为中性，转速65r/min时，对0.08mol/L的硝酸银溶液有很强的吸附性，包封率达到46%，该复合材料应用于再生水，发现杀菌率为99%，持续7天保持了良好的杀菌效果。该复合微球处理后的水样能用于多种领域，如农林业、牧业、工业和景观生态类，节约水资源，提高再生水回用率。关键词 壳聚糖复合微球，银离子，再生水，凹凸棒粘土
目录
1 绪论 1
1.1微球 1
1.2微球制备技术 1
1.3壳聚糖 1
1.4海藻酸钠 2
1.5凹凸棒粘土 3
1.6再生水 3
1.7抗菌剂 5
2 实验部分 5
2.1实验原理 5
2.2流程图 6
2. 3实验试剂与仪器 6
2. 4实验步骤 7
2. 5制备胶珠 8
2. 6制备微球 8
2. 7制备载银离子壳聚糖复合微球 8
2. 8 测定微球中银离子的包封率 8
2. 9 载银微球缓释效果测定 9
3 实验现象与讨论 10
3. 1复合微球形态 10
3. 2微球银离子负载率测定 11
3. 3缓释效果 13
3. 4 处理再生水后银离子的含量测定 18
结论 21
致谢 22
参考文献 23
绪论
壳聚糖是甲壳素的衍生物，是有机大分子物质同时也是一种天然的有机杀菌材料，具有生物活性，研究发现其可用于多种行业；海藻酸钠是一种多糖，也具有生物活性。这两种物质具有类似的性质，有研究者[1]研究发现将这两种物质结合制备成复合材料，发现它们有能够加强另一种材料功能的能力；本文主要是在复合材料中加入拥有强吸附能力的纤维状凹凸棒粘土制成具有缓释能 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
力的微球，微球吸附具有杀菌能力的金属银离子，应用于再生水处理过程中，期望获得较好的杀菌效果。
1 微球
微球[2]是指由高分子材料经过化学或物理处理后形成的具有球型或类球形的微小球状实体，它的直径在1250 um之间。微球是由抗菌剂、载体和附加剂组成，加入附加剂是为了进一步提升微球质地，如：稳定剂，延滞剂。微球吸附抗菌剂，将抗菌剂包裹在微球的内部可以增加抗菌剂的稳定性，控制抗菌剂对细菌的抑制能力，控制抗菌剂的溶解速度，使抗菌剂缓慢释放。
2 微球制备技术
微球技术是始于20世纪的新型给药技术，是指利用合适的高分子聚合物为原料，将此材料合成为载体微球，把固体或液体抗菌剂包裹在微球内，形成微粒分散技术[3]。这些高分子聚合物原材料具有重要的作用，通过载体材料的性质使微球内的抗菌剂溶解出来，达到缓释效果，从而减轻抗菌剂带来的刺激性，降低药剂毒性、增强疗效[4]。高分子聚合物载体原料能在环境中自然降解，可以通过控制载体材料的溶解速度从而控制抗菌剂的释放速度。微球制剂中常用的载体材料包括蛋白类、多糖类、聚酯类、聚多元醇类等[5]。微球技术得到了广泛研究，展现出良好的应用前景。制备微球的方法主要分为有化学法和物理法，前者主要包括界面聚合法、原位聚合法、悬浮交联法等、后者主要包括静电沉积法，流化床喷雾法、真空蒸发沉积法等或者采用物理化学协同方法[6]。物理化学方法制备微球，需要比较温和的溶液环境，比较方便控制它的反应过程，反应结束得到的产物及其副产物的处理方便，这类技术对药物、生物制剂、植物天然提取物的微球微囊化十分适用。常见的物理化学方法有相分离法和溶剂蒸发法。
1．3 壳聚糖
1.3.1 壳聚糖的发现
壳聚糖[7]是甲壳素的N脱乙酰基的产物，最开始人们发现的是甲壳素（Chitin）。在1811年，法国H.Braconnot 教授用温热的稀碱溶液处理蘑菇，得到纤维状白色残渣，在当时他认为是蘑菇的纤维素。1823年，另一位科学家A.Odier从甲壳类昆虫的翅鞘中分离出同样的物质，他认为这是一种新的纤维素；后来有科学家从甲壳素的水解反应中检出氨基葡萄糖和乙酸，研究证明壳聚糖是由N乙酰氨基葡萄糖缩聚形成的。
壳聚糖是甲壳素在碱性条件下水解并脱去部分乙酞基后生成的衍生物，是由氨基葡萄糖通过糖普键联接而成的直链高分子物质，化学名称为(β(1→4)2氨基2脱氧D葡萄糖)[8]；壳聚糖是一种白色或者灰白色固体，在水和碱溶液中不溶解，但溶于无机酸和大多数有机酸；壳聚糖属于大分子物质，呈线性结构，无支链，是一种良好的增黏剂；壳聚糖是拥有活泼的羟基与氨基的线性阳离子电解质，可与金属离子配位形成螯合物；壳聚糖具有无毒，无刺激性，对正常皮肤及感染皮肤都具有良好的生物相容性，可生物降解的性质，还具有良好的通透性、吸附性、吸湿性、保湿性、成膜性、成纤性以及抗菌、止血等生物学活性。
1.3.2 壳聚糖的研究与应用
20世纪70年代以前，欧美国家是研究壳聚糖的应用和发展领域的带头队伍。70年代以后，亚洲大陆中的日本开始研究壳聚糖并开发其产品。我国研究壳聚糖起步时间较晚，在1954年发表的第一篇实验报告代表我国正式开始专研开发壳聚糖，至此到90年代，壳聚糖的研究和开发进入鼎盛时期。因为国外科学家大力专研怎样充分利用壳聚糖的性质，使其达到供不应求的状态，使我国成为了壳聚糖的生产大国和出口大国，因此世界上使用的大多数壳聚糖原产地是中国[9]。
壳聚糖可广泛适用于医药卫生、食品工业、轻纺工业和农业中[10~12]。壳聚糖能被制成载体，控制药剂的缓释速率，同时能降低药物的毒性，延长药剂在人体或环境中的作用时间和提高药剂在人体中的疗效和在环境中的杀菌效果等。
目录
1 绪论 1
1.1微球 1
1.2微球制备技术 1
1.3壳聚糖 1
1.4海藻酸钠 2
1.5凹凸棒粘土 3
1.6再生水 3
1.7抗菌剂 5
2 实验部分 5
2.1实验原理 5
2.2流程图 6
2. 3实验试剂与仪器 6
2. 4实验步骤 7
2. 5制备胶珠 8
2. 6制备微球 8
2. 7制备载银离子壳聚糖复合微球 8
2. 8 测定微球中银离子的包封率 8
2. 9 载银微球缓释效果测定 9
3 实验现象与讨论 10
3. 1复合微球形态 10
3. 2微球银离子负载率测定 11
3. 3缓释效果 13
3. 4 处理再生水后银离子的含量测定 18
结论 21
致谢 22
参考文献 23
绪论
壳聚糖是甲壳素的衍生物，是有机大分子物质同时也是一种天然的有机杀菌材料，具有生物活性，研究发现其可用于多种行业；海藻酸钠是一种多糖，也具有生物活性。这两种物质具有类似的性质，有研究者[1]研究发现将这两种物质结合制备成复合材料，发现它们有能够加强另一种材料功能的能力；本文主要是在复合材料中加入拥有强吸附能力的纤维状凹凸棒粘土制成具有缓释能 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
力的微球，微球吸附具有杀菌能力的金属银离子，应用于再生水处理过程中，期望获得较好的杀菌效果。
1 微球
微球[2]是指由高分子材料经过化学或物理处理后形成的具有球型或类球形的微小球状实体，它的直径在1250 um之间。微球是由抗菌剂、载体和附加剂组成，加入附加剂是为了进一步提升微球质地，如：稳定剂，延滞剂。微球吸附抗菌剂，将抗菌剂包裹在微球的内部可以增加抗菌剂的稳定性，控制抗菌剂对细菌的抑制能力，控制抗菌剂的溶解速度，使抗菌剂缓慢释放。
2 微球制备技术
微球技术是始于20世纪的新型给药技术，是指利用合适的高分子聚合物为原料，将此材料合成为载体微球，把固体或液体抗菌剂包裹在微球内，形成微粒分散技术[3]。这些高分子聚合物原材料具有重要的作用，通过载体材料的性质使微球内的抗菌剂溶解出来，达到缓释效果，从而减轻抗菌剂带来的刺激性，降低药剂毒性、增强疗效[4]。高分子聚合物载体原料能在环境中自然降解，可以通过控制载体材料的溶解速度从而控制抗菌剂的释放速度。微球制剂中常用的载体材料包括蛋白类、多糖类、聚酯类、聚多元醇类等[5]。微球技术得到了广泛研究，展现出良好的应用前景。制备微球的方法主要分为有化学法和物理法，前者主要包括界面聚合法、原位聚合法、悬浮交联法等、后者主要包括静电沉积法，流化床喷雾法、真空蒸发沉积法等或者采用物理化学协同方法[6]。物理化学方法制备微球，需要比较温和的溶液环境，比较方便控制它的反应过程，反应结束得到的产物及其副产物的处理方便，这类技术对药物、生物制剂、植物天然提取物的微球微囊化十分适用。常见的物理化学方法有相分离法和溶剂蒸发法。
1．3 壳聚糖
1.3.1 壳聚糖的发现
壳聚糖[7]是甲壳素的N脱乙酰基的产物，最开始人们发现的是甲壳素（Chitin）。在1811年，法国H.Braconnot 教授用温热的稀碱溶液处理蘑菇，得到纤维状白色残渣，在当时他认为是蘑菇的纤维素。1823年，另一位科学家A.Odier从甲壳类昆虫的翅鞘中分离出同样的物质，他认为这是一种新的纤维素；后来有科学家从甲壳素的水解反应中检出氨基葡萄糖和乙酸，研究证明壳聚糖是由N乙酰氨基葡萄糖缩聚形成的。
壳聚糖是甲壳素在碱性条件下水解并脱去部分乙酞基后生成的衍生物，是由氨基葡萄糖通过糖普键联接而成的直链高分子物质，化学名称为(β(1→4)2氨基2脱氧D葡萄糖)[8]；壳聚糖是一种白色或者灰白色固体，在水和碱溶液中不溶解，但溶于无机酸和大多数有机酸；壳聚糖属于大分子物质，呈线性结构，无支链，是一种良好的增黏剂；壳聚糖是拥有活泼的羟基与氨基的线性阳离子电解质，可与金属离子配位形成螯合物；壳聚糖具有无毒，无刺激性，对正常皮肤及感染皮肤都具有良好的生物相容性，可生物降解的性质，还具有良好的通透性、吸附性、吸湿性、保湿性、成膜性、成纤性以及抗菌、止血等生物学活性。
1.3.2 壳聚糖的研究与应用
20世纪70年代以前，欧美国家是研究壳聚糖的应用和发展领域的带头队伍。70年代以后，亚洲大陆中的日本开始研究壳聚糖并开发其产品。我国研究壳聚糖起步时间较晚，在1954年发表的第一篇实验报告代表我国正式开始专研开发壳聚糖，至此到90年代，壳聚糖的研究和开发进入鼎盛时期。因为国外科学家大力专研怎样充分利用壳聚糖的性质，使其达到供不应求的状态，使我国成为了壳聚糖的生产大国和出口大国，因此世界上使用的大多数壳聚糖原产地是中国[9]。
壳聚糖可广泛适用于医药卫生、食品工业、轻纺工业和农业中[10~12]。壳聚糖能被制成载体，控制药剂的缓释速率，同时能降低药物的毒性，延长药剂在人体或环境中的作用时间和提高药剂在人体中的疗效和在环境中的杀菌效果等。
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