智能型蠕蟲狀膠束的形成及應(yīng)用-開題報告

1、1智能型蠕蟲狀膠束微觀結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用智能型蠕蟲狀膠束微觀結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用報報 告告 內(nèi)內(nèi) 容容課題來源課題來源1 國內(nèi)外研究進展國內(nèi)外研究進展2 研究目標(biāo)與創(chuàng)新點研究目標(biāo)與創(chuàng)新點3 實驗計劃及表征手段實驗計劃及表征手段4 預(yù)期研究成果預(yù)期研究成果5 基礎(chǔ)及條件基礎(chǔ)及條件6 部分參考文獻部分參考文獻8 實驗進度安排實驗進度安排72一、課題來源一、課題來源（背景知識介紹）（背景知識介紹）1.1 蠕蟲狀膠束姜文清 郝京誠.水相和特殊介質(zhì)中有序聚集體的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和應(yīng)用(I),表面活性劑在水相和離子液體中的有序聚集體J.日用化學(xué)工業(yè),2008,38(4):257-266.3蠕蟲狀膠束的形成蠕蟲狀膠束的形成MI

2、CELLECYLINDRICAL MICELLESNETWORK游離的表面活性劑分子隨著表面活性劑濃度的增加會形成球狀膠束繼續(xù)增加濃度球狀膠束會發(fā)生一維的增長進而形成棒狀膠束進一步增長發(fā)生彎曲最后形成相互纏繞的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)4蠕蟲狀膠束的應(yīng)用蠕蟲狀膠束的應(yīng)用壓裂液、三次采油 冷熱流體運輸清潔和護膚產(chǎn)品 污水治理 增溶藥物51.2 智能型蠕蟲狀膠束智能型蠕蟲狀膠束智能型蠕蟲狀膠束：宏觀性能隨著外界環(huán)境條件的微小變 化而發(fā)生明顯改變的膠束體系。張永民;郭贊如;張繼超;馮玉軍;王碧清;王九霞;智能型蠕蟲狀膠束體系J;化學(xué)進展;2011年10期溫度響應(yīng)pH響應(yīng)光響應(yīng)氧化還原響應(yīng)蠕蟲狀膠束的缺點：蠕蟲狀膠束的

3、形成條件要求比較特殊（需要一個剛好合適的條件），所以找到一個合適的體系比較難。6二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀溫度響應(yīng)型蠕蟲狀膠束體系：1.表觀黏度隨溫度升高而單調(diào)降低。2.表觀黏度隨溫度升高而增大袁 在某一溫度達到最大值，然后減小。構(gòu)成：乙氧基 （EO） 反離子：羥基萘羧酸、水楊酸陽離子表面活性劑體系Manohar:CTAHNC/HNC- 首次報道：升溫 ，囊泡蠕蟲狀膠束Saha:CTAB/萘酚 隨溫度升高而粘度變大，蠕蟲狀膠束Kaler:EHAC/NaSal 在40前升高溫度粘度增加，在升高溫度則降低Raghavan:EHAC/SHNC 表觀粘度隨溫度增長時，微觀上膠束長度增長Sal

4、kar, 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陰離子表面活性劑體系Greenhill Hooper:C18P5E11S 第一次發(fā)現(xiàn)熱增粘效應(yīng)。25時，

5、體系透明且黏度極低，隨著溫度升高體系黏度逐漸增大，70達到最大值，繼續(xù)加熱則黏度下降。 Abe:10%(wt%)FC6-HC4 水溶液從6升高到36時，體系的黏度增大100倍， 并達到最大值。繼續(xù)升溫則黏度下降，60 時下降達100個數(shù)量級。且通過調(diào)節(jié)NaCl或尿素等添加劑的量可以改變體系的溫度響應(yīng)范圍。 非離子表面活性劑體系兩性離子表面活性劑體系均表現(xiàn)出黏度隨溫度變化為先增大后降低的趨勢Sharma:ChEO30。隨著溫度升高EO基團的氫鍵作用減弱，表面活性劑分子疏水作用增強，促使膠束增長，黏度增加；其后繼續(xù)升高溫度，端基的活化能變得更大。自由端基將融入膠束內(nèi)形成連接點或引發(fā)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)支化，使

6、得松弛過程更快更容易，黏度下降。Greenhillhooper M J,Osullivan T P,Wheeler P A. J.Colloid Interface Sci. ,1988,124:77-87Tobita, K.; Sakai, H.; Kondo, Y.; Yoshino, N.; Iwahashi, M.; Momozawa, N.; Abe, M. Langmuir 1997, 13, 50548光響應(yīng)型蠕蟲狀膠束體系： 光響應(yīng)型蠕蟲狀膠束是指在合適波長的光作用下，構(gòu)成膠束的某一組分發(fā)生光誘導(dǎo)異構(gòu)化、光裂解、光聚合等。引起分子結(jié)構(gòu)變化， 導(dǎo)致膠束的微觀形態(tài)改變，致使體系宏觀

7、性能發(fā)生變化。特征：蒽、鄰氧萘酮、 偶氮苯、苯丙烯酸、 二苯乙烯、 螺喃環(huán)的嵌段Lin:30mM CTAB和50mM AzoNaY.Y. Lin, X.H. Cheng, Y. Qiao, C.L. Yu, Z.B. Li, Y. Yan et al.Soft Matter, 6 (2010), p. 9029pH響應(yīng)型蠕蟲狀膠束體系： pH響應(yīng)型蠕蟲狀膠束指通過與H+或OH-作用引起表面活性劑分子HLB值的變化或通過反離子的結(jié)構(gòu)變化,導(dǎo)致蠕蟲狀膠束結(jié)構(gòu)的破壞-重構(gòu), 實現(xiàn)體系宏觀黏彈性的可控改變。特征：羧基、酚羥基、磷酸氫基或胺基等表面活性劑自身受pH影響發(fā)生變化Klijin:Hepes,

8、Mes,APS,taurine對Gemini Surfactants的影響球形膠束蠕蟲狀膠束囊泡Klijn, J. E., Stuart, M. C. A., Scarzello, M., Wagenaar, A., and Engberts, J. B. F. N. J. Phys. Chem. B 2006 110 2169410反離子受pH影響發(fā)生變化鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、鄰苯二酚、烷基或者苯基膦酸、鄰氨基苯甲酸等。Zonglin Chu:UC22AMPM與馬來酸(2:1) 當(dāng)體系的pH值從6.20升高到7.29時,體系的粘度從105mPas下降到1mPas ,而且可快速往復(fù)循環(huán)。 這

9、種由叔胺基引起的pH刺激響應(yīng)具有方便、快速、 高效、 可逆和低成本的顯著特點。Chu, Z.; Feng, Y. Chem. Commun. 2010, 46, 902811氧化-還原響應(yīng)型蠕蟲狀膠束體系： 如果參與膠束組裝的某一組分的分子結(jié)構(gòu)中含有二茂鐵、S原子、 紫羅堿或烷基化煙酸酰胺等。具有氧化-還原響應(yīng)的基團，通過電化學(xué)等反應(yīng)改變其氧化還原態(tài)，引起分子結(jié)構(gòu)改變，導(dǎo)致膠束微觀形態(tài)的變化，最終可實現(xiàn)體系宏觀黏彈性的可控改變。Tsuchiya:FTMA/NaSal,電化學(xué)法將二茂鐵氧化為帶正電荷的鐵離子Tsuchiya, K.; Orihara, Y.; Kondo, Y.; Yoshino

10、, N.; Ohkubo, T.; Sakai, H.; Abe, M. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 12282.12蠕蟲狀膠束體系在增溶藥物中的研究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時形成膠束。在20-36時，會形成蠕蟲狀膠束及其對灰黃霉素、螺內(nèi)酯、卡馬西平三種藥物的溶解Z

11、hou, Z., Chaibundit, C., DEmanuele, A., Lennon, K., Attwood, D., and Booth, C. Int. J. Pharm. 2008 354 8213蠕蟲狀膠束增溶藥物量的測試方法（HPLC）1%wt共聚物溶液（磷酸鹽緩沖液控制pH=7.4）加入藥物（過飽和）常溫攪拌3天（2037），保證體系穩(wěn)定、藥物充分溶解0.45m的微孔過濾去除不容物HPLC（ODS2 C18 5m） 螺內(nèi)酯螺內(nèi)酯285nm285nm卡馬西平卡馬西平292nm292nm14蠕蟲狀膠束體系在廢水處理的研究表面活性劑形成的膠束在廢水處理中已經(jīng)有了很多相關(guān)的研究。

12、-Cu2+Zn2+Cr3+有機物過濾膜H2OH2OH2OH2O能吸附金屬離子膠束內(nèi)能增溶膠束空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)也能固定污染物猜想：是否能夠在廢水處理中有著更好的表現(xiàn)？15三、研究目標(biāo)與創(chuàng)新點三、研究目標(biāo)與創(chuàng)新點 蠕蟲狀膠束體系有著很多的優(yōu)點，目前也有許多體系的存在。但是，要找到一種新的體系并不容易。1、找到一種新的能形成蠕蟲狀復(fù)配體系及其微觀結(jié)構(gòu)。2、研究其對環(huán)境改變而產(chǎn)生的變化。3、研究對難溶藥物的增溶效果。4、研究對廢水（金屬離子及有機物）的處理。體系選擇：陰/非離子復(fù)配體系 某一反離子誘導(dǎo)陰離子體系創(chuàng)新點：創(chuàng)新點：1、一種新的體系。 2、蠕蟲狀膠束對藥物的增溶。 3、蠕蟲狀膠束對廢水的處理。1

13、6四、實驗計劃及表征手段四、實驗計劃及表征手段AB不同濃度配比表面張力儀熒光光譜儀CMCNaggI1/I3粘度計a找到一種新的蠕蟲狀膠束體系17環(huán)境刺激響應(yīng)性蠕蟲狀膠束體系不同的溫度不同的pH測量聚集數(shù)、粘度的變化18藥物增溶及廢水處理蠕蟲狀膠束體系藥物HPLC蠕蟲狀膠束體系有機物/金屬離子原子吸收光度儀超濾膜19五、預(yù)期結(jié)果五、預(yù)期結(jié)果找到一種新的蠕蟲狀膠束復(fù)配體系，并得到其微觀結(jié)構(gòu)。體系在擁有良好的受溫度（pH）變化的刺激響應(yīng)性。 對藥物增溶及廢水處理效果良好爭取發(fā)1-2篇高質(zhì)量文章20六、六、基礎(chǔ)及條件基礎(chǔ)及條件1、對相關(guān)資料文獻進行了大量的查閱，制定了可行的實驗 方案；2、課題組對表面

14、活性劑相關(guān)領(lǐng)域已有了多年的深入研究， 積累了較好的研究經(jīng)驗和基礎(chǔ)。3、 海南大學(xué)材化學(xué)院及分析測試中心的儀器設(shè)備基本可保 證本課題的各項研究工作順利開展。21七、七、實驗進度安排實驗進度安排2011.9-2012.112012.12-2013.22013.3-2013.82013.9-2013.112013.11-2014.3查閱文獻查閱相關(guān)文獻資料，進行匯總整理。參與他人的實驗，為獨立實驗打下基礎(chǔ)。完成實驗方案及規(guī)劃，藥品的準(zhǔn)備。并初步嘗試找到一種新的體系。得到新的體系，并得出其物化性質(zhì)及微觀結(jié)構(gòu)。并試驗其對pH、溫度的刺激響應(yīng)行為。整理資料，爭取發(fā)表1篇文章。對體系做藥物增溶及污水處理實驗

15、，整理資料，爭取發(fā)表1篇文章。撰寫畢業(yè)論文及補充實驗22八、部分參考文獻八、部分參考文獻姜文清 郝京誠.水相和特殊介質(zhì)中有序聚集體的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和應(yīng)用(I),表面活性劑在水相和離子液體中的有序聚集體J.日用 化學(xué)工業(yè),2008,38(4):257-266.張永民;郭贊如;張繼超;馮玉軍;王碧清;王九霞;智能型蠕蟲狀膠束體系J;化學(xué)進展;2011年10期.張為燦 梁好君.十六烷基三甲基溴化銨蠕蟲狀膠束的形成及其性質(zhì)J.科學(xué)通報.2000年11期,1138-1141.盧惠娟 陳沖 郭宏濤.無探針紫外光譜法測定CTAB的第二臨界膠束濃度J.化學(xué)學(xué)報,2006,64(24):2437-2441.Zhou

16、, Z, Chaibundit, C, DEmanuele, 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

17、. 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; Saman

18、t, 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 rheo