固载β-环糊精的阳离子淀粉的制备研究

采用2种合成路线制备了固载β-环糊精的阳离子淀粉(CSt-βCD):淀粉固载β-环糊精-阳离子化工艺和淀粉阳离子化-固载β-环糊精工艺。实验结果表明:第1种工艺的较佳反应条件为:n(β-CD)∶n[环氧氯丙烷(Epi)]=1∶2,m(β-CD)∶m(淀粉)=4∶1,ρ(NaOH)=300 g/L,反应温度50℃,该工艺阳离子化后的产物水溶性较差,但其取代度不受β-CD含量变化的影响;第2种工艺提高β-CD与阳离子淀粉的质量比,产物中的β-CD含量逐渐增加,而阳离子取代度显著下降,产物水溶性好,但取代度随β-CD含量变化而变化。     

CMC/阳离子β-环糊精自组装材料的制备研究

该文研究了羧甲基纤维素（CMC）与阳离子β-环糊精（β-CD）的组装规律。结果表明：阳离子β-CD的固载量随其用量的增加而增加,随着pH、电解质（Nacl）浓度、阳离子β-CD取代度（DS）的增加,先增后降,且分别在pH≈7、c（NaCl）=1mmol／L和DS≈0．46时固载量达到最大;温度、浆浓和洗涤次数对固载量的影响并不明显,组装时间为10min时固载反应基本完成。将改性纤维（CMC／阳离子β-CD组装体）抄成的纸应用于苯酚废水的过滤,结果表明,对苯酚分子的去除率最高达83．445％。     

亲水性聚甲基丙烯酸甲酯/β-环糊精纳米纤维制备及其对Cu~(2+)的吸附性能

为研制一种分子过滤膜或用于废水处理中捕获重金属离子和有机小分子污染物的纳米过滤膜的新材料,采用静电纺丝技术制备了聚甲基丙烯酸甲酸/β-环糊精(PMMA/β-CD)复合纳米纤维,并研究其润湿性、抗静电性和对重金属Cu2+的吸附性。结果表明,当复合纳米纤维中β-CD的质量分数增加时,其复合纳米纤维的润湿性提高,当β-CD的质量分数为30%时,复合纳米纤维的润湿性显著上升;随着β-CD质量分数的增加,其静电压半衰期随之减少,抗静电性效果显著;对重金属Cu2+的吸附容量也随着β-CD质量分数的增大而增加。     

壳聚糖/磺丁基-β-环糊精纳米粒子的制备及其对海藻酸钠膜物理性能的影响

以壳聚糖（chitosan,CS）和磺丁基-β-环糊精（sulfobutylether-β-cyclodextrin,SBE-β-CD）为原料制备CS/SBE-β-CD纳米粒子,通过单因素试验探究不同条件对CS/SBE-β-CD纳米粒子粒径、多分散系数（polydispersity index,PDI）和Zeta电位的影响,得到CS/SBE-β-CD纳米粒子制备的最佳条件,并以透射电子显微镜（transmission electron microscope,TEM）和傅里叶变换红外光谱（Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR）对CS/SBE-β-CD纳米粒子进行结构表征,探究添加CS/SBE-β-CD纳米粒子对海藻酸钠膜机械性能（拉伸强度、断裂延伸率）以及物理性能（膜厚度、水蒸气透过率（water vapor permeability,WVP））的影响。结果表明,CS/SBE-β-CD纳米粒子的最佳条件为CS分子质量100 kDa、CS溶液pH 4.0、CS质量浓度0.75 mg/mL、CS与SBE-β-CD质量比0.8∶1。该条件下制备的CS/SBE-β-CD纳米粒子粒径、PDI以及Zeta电位分别为245.1 nm、0.068和＋30.2 mV。TEM观察发现CS/SBE-β-CD纳米粒子粒径均一且为规则球形。FTIR分析结果显示,CS与SBE-β-CD之间发生了静电结合,同时CS/SBE-β-CD纳米粒子形成后氢键作用增强。与空白海藻酸钠膜溶液相比,当膜溶液中CS/SBE-β-CD纳米粒子的质量浓度为1.00 mg/mL时,复合膜的拉伸强度由18.18 MPa增加到29.15 MPa,断裂延伸率由38.91%下降至26.42%,WVP由0.36 g·mm/（m2·h·kPa）下降至0.21 g·mm/（m2·h·kPa）。本研究制备的CS/SBE-β-CD纳米粒子能够改善和提高海藻酸钠膜的机械性能与物理性能。     

干法高取代度醚化环糊精的研制

研究了以碱催化干法合成高取代度醚化环糊精的工艺条件,结果表明,醚化反应温度为78℃,反应时间5h,反应物料质量比(GTA):(β-CD)=6.5:1,NaOH质量分数为1.6%时,反应所得醚化环糊精产品取代度在9.5以上,反应效率可达到65%.对产物进行了红外表征,并对取代度为9.5的产物测定其在不同温度下的溶解度.     

固载β-环糊精阳离子淀粉的制备及在抗菌纸中的应用

研究了固载β-环糊精阳离子淀粉 (β-CD-CS)的合成条件,探讨了β-CD-CS与盐酸环丙沙星(CipHCl)制备的包合物在抗菌纸中的应用。结果表明,合成β-CD-CS最优条件是n(环氧氯丙烷)∶n(β-环糊精)=5∶1,反应温度为40℃。将β-CD－CS与CipHCl制备的包含物添加到纸张中,随着包合物用量的增加,纸张的抗张强度、撕裂强度和耐破强度都是先升高后降低;纸张的抗菌效果随包合物用量的增加越来越明显,当包合物用量为2.5%时,纸张对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌圈直径分别为16.9 mm和16.3 mm。同时,相同包合物用量下纸张对大肠杆菌的抑菌圈直径大于金黄色葡萄球菌的。     

β-环糊精在纤维素上的固载及其对肉桂醛的包埋与释放

采用聚丙烯酸作为交联剂,将β-环糊精(β-CD)接枝到纤维素并对其工艺特点进行了探讨,然后利用该纤维素对挥发食品抗菌剂肉桂醛进行包埋,并研究了其释放特性。结果表明:聚丙烯酸法能够使β-环糊精固载于纤维素上,当环糊精固载量控制在12%～14%时,肉桂醛包埋量大约在8～9μL/g。肉桂醛在功能纤维素中的释放量随环境相对湿度增加而增大。     

改性β-环糊精的应用研究

β-环糊精(β-CD)磺化改性后,在酸性条件下可与羊毛以离子键形式结合而上染,上染羊毛的β-CD可以起到多功能的效用.用于羊毛芳香整理时,利用β-CD空腔可以容纳香精分子形成包合物的特性,延长织物的留香时间;用于羊毛染色时,可起到增深剂的作用.当磺化β-CD用量为20 g/L时,可以达到一个较好的增深效果,且色光不改变.增深处理的样品与常规染色样品相比,其耐摩擦、汗渍、水洗色牢度影响均不大.     

β-环糊精在纤维素纤维上的固载及其对纸张性能的影响

介绍了将β-环糊精(β-CD)固载在纤维素纤维上的方法,首先合成柠檬酸-β-环糊精(CA-β-CD)预聚体,研究了反应时间、柠檬酸用量、次磷酸钠浓度以及液固比对CA-β-CD预聚体中羧基含量的影响,确定了合成预聚体的最优化条件。将所合成的预聚体与纤维进行反应,对固载纤维的结构进行了表征,同时探讨了固载后纤维对纸张强度性能的影响。结果表明:合成CA-β-CD的最优化条件是n(SHP)∶n(CA)∶n(β-CD)=1∶2∶1,100℃下反应1.5h,液固比为2∶5,并且在此条件下合成的1g CA-β-CD与0.5g绝干纤维反应,纤维上CA-β-CD的固载率可达12.5%。随着固载纤维添加量的增加,纸张的抗张强度下降,撕裂度先升高后降低。当固载纤维的添加量为50%时,纸张的抗张指数下降了9.7%,撕裂指数上升了15.3%。     

HTCC-CD的制备及在亚麻染色中的应用北大核心

以降解壳聚糖季铵盐(HTCC)及β-环糊精(CD)为原料制备β-环糊精衍生物(HTCC-CD),并对其进行XRD、FTIR表征及固载量的测定。确定降解壳聚糖季铵盐取代度为64.77%,中间体与CD投料比为1∶3.0时,合成的HTCC-CD固载量较高,达21.48μmol/g。将制备的降解壳聚糖季铵盐固载β-环糊精衍生物用于亚麻织物预处理,并采用活性染料染色,占5%(omf)且固载量为21.48μmol/g的HTCC-CD可提高活性染料上染率达55.16%,固色率达70.12%。     

HTCC-CD的制备及在亚麻染色中的应用北大核心

以降解壳聚糖季铵盐(HTCC)及β-环糊精(CD)为原料制备β-环糊精衍生物(HTCC-CD),并对其进行XRD、FTIR表征及固载量的测定。确定降解壳聚糖季铵盐取代度为64.77%,中间体与CD投料比为1∶3.0时,合成的HTCC-CD固载量较高,达21.48μmol/g。将制备的降解壳聚糖季铵盐固载β-环糊精衍生物用于亚麻织物预处理,并采用活性染料染色,占5%(omf)且固载量为21.48μmol/g的HTCC-CD可提高活性染料上染率达55.16%,固色率达70.12%。     

芳香缓释聚丙烯腈/薰衣草精油/β-环糊精纳米纤维/棉混纺纱线的制备及其性能

为了制备满足力学性能且具有芳香功能的混纺纱线,以芳香缓释微胶囊为原料,利用离心-静电纺丝技术制备出聚丙烯腈/薰衣草精油/β-环糊精(PAN/OEL/β-CD)纳米纤维,结合传统纺纱工艺,制备PAN/OEL/β-CD纳米纤维/棉混纺纱线,利用微观成像系统、傅里叶红外光谱仪(FTIR)、热重分析仪(TGA)、紫外可见分光光度计进行分析。结果表明：在聚丙烯腈质量分数为8%的条件下制备出的PAN/OEL/β-CD纳米纤维形貌均匀、无明显串珠,微胶囊与PAN之间没有新的化学键产生;PAN/OEL/β-CD纳米纤维以3种形式分布在纱线内部;热重分析表明PAN/OEL/β-CD纳米纤维的含量约占纱线7%;混纺纱线3℃条件下21天芳香保持率为95.58%,25℃条件下为83.49%。     

HTCC-CD的制备及在亚麻染色中的应用

以降解壳聚糖季铵盐(HTCC)及β-环糊精(CD)为原料制备β-环糊精衍生物(HTCC-CD),并对其进行XRD、FTIR表征及固载量的测定。确定降解壳聚糖季铵盐取代度为64.77%,中间体与CD投料比为1∶3.0时,合成的HTCC-CD固载量较高,达21.48μmol/g。将制备的降解壳聚糖季铵盐固载β-环糊精衍生物用于亚麻织物预处理,并采用活性染料染色,占5%(omf)且固载量为21.48μmol/g的HTCC-CD可提高活性染料上染率达55.16%,固色率达70.12%。     

新型抗菌剂的制备及在亚麻装饰布中的应用

以降解壳聚糖（JCH）、3-氯-2-环氧丙基十二烷基二甲基氯化铵（GTMAG）、环氧氯丙烷和β-环糊精（β-CD）为原料，制备了长链降解壳聚糖季铵盐固载β-环糊精（HDCC-β-CD）。采用FT-IR、XRD和XPS对产物进行表征，并将其作为抗菌剂用于亚麻装饰布的抗菌整理，对比了HDCC-β-CD与短链降解壳聚糖季铵盐固载β-环糊精（HTCC-β-CD）处理的亚麻织物抗菌性能的差异。结果表明，与HTCC-β-CD相比，HDCC-β-CD整理的亚麻装饰布抗菌性强，耐水洗性高；固载量为19.48μmol/g的HDCC-β-CD亚麻装饰布对金黄葡萄球菌（S. aureus）和大肠埃希菌（E. coli）的最低抑菌质量浓度为10 g/L。     

阳离子淀粉乳化性能的研究

采用半干法合成阳离子淀粉。重点研究阳离子淀粉在大豆油与水乳液体系中的乳化性及乳液稳定性。考察了取代度、阳离子淀粉的质量分数、油水比等条件对阳离子淀粉乳化性及其乳化稳定性的影响。结果表明:在取代度0.145时,阳离子淀粉的乳化性及乳液的稳定性均较好;阳离子淀粉质量分数为2%时,乳液的颗粒均匀大小一致,乳化效果较好;当油水体积比为4:6时,乳液呈现较好的乳化性,颗粒不会发生聚集,而当油水体积比为5:5时乳液的稳定性较好。     

基于β-环糊精包合作用的防蚊真丝织物研制

以丁烷四羧酸(BTCA)为交联剂,次亚磷酸钠(SHP)为催化剂,将β-环糊精(β-CD)接枝到真丝织物上,再经天然香茅草提取物整理,赋予真丝织物驱蚊效果。通过正交试验确定β-CD最佳接枝工艺为:BTCA质量浓度110 g/L、β-CD质量浓度70 g/L、SHP质量浓度4 g/L、焙烘条件170℃、3 min,此工艺下真丝织物增重率可达16.04%。扫面电镜(SEM)测试表明:β-CD已成功接枝到真丝织物上;β-CD接枝后真丝织物阳离子染料染色的K/S值明显提高,而酸性染料和活性染料染色的K/S值明显下降。经香茅草提取物整理的接枝真丝织物,放置一周后,对淡色库蚊驱避率仍可保持在75%以上。     

β-环糊精/聚丙烯酸酯纳米纤维膜的耐水性及其对重金属离子的捕集

为得到一种可捕集废水中重金属离子的耐水型过滤膜新材料,将β-环糊精(β-CD)与聚丙烯酸酯(PA)共混,通过静电纺丝技术制备了β-CD/PA纳米纤维膜。利用扫描电子显微镜(SEM)表征了所制纳米纤维的表面形貌,探讨了β-CD质量分数对其表面形貌的影响,并研究了其对铜、铁等重金属离子的捕集能力。通过捕集前后的SEM照片初步分析了其捕集机制。结果表明:PA膜在40 min后的吸水率维持在8%,具有良好的耐水性;当PA质量分数为10%时,纳米纤维膜中单丝间的相互黏结情况随β-CD质量分数的增大有显著改善;PA质量分数为10%,β-CD质量分数为50%(相对于PA)时,纳米纤维膜对铜、铁离子的捕集量可分别达到82.0、219.5 mg/g;捕集铜离子后的纳米纤维膜表面有明显的离子富集。     

海藻酸钠阴离子助剂对纸张增强的初探

研究海藻酸钠(SA)作为阴离子助剂与阳离子聚合电解质阳离子淀粉(CS)共用组成二元增强体系对针阔叶木为1:4的浆料所抄纸张的增强效果。结果表明:CS/SA二元增强体系对纸张的增强效果比单一加入阳离子聚合电解质CS的增强效果好,该二元体系对纸张物理强度增加的最大值,比不添加增强剂时所抄造纸张的伸长率、抗张指数、撕裂指数和耐折度分别提高了93.3%,28.2%,15.4%和122%,比单一加入CS时纸张所能达到的最佳伸长率、抗张强度和耐折度分别提高了7.4%,12.0%和23%,而对撕裂强度提高不大。CS/SA二元增强体系较单独使用CS时的添加量小,有利于保护环境。阴离子助剂SA可通过提高浆料的保水值来提高浆料纤维的润胀性能,减少打浆能耗。     

γ-环糊精葡萄糖基转移酶的酶学性质及其产物特异性

通过克隆Bacillus clarkii 7364来源编码γ-环糊精葡萄糖基转移酶(γ-cyclodextrins glucanotransferase,γ-CGTase)的基因,构建并表达基因重组菌株E.coli BL21/pET28a(+)-γ-CGTase,对γ-CGTase酶学性质和产物特异性进行了研究。结果表明,所克隆表达的γ-CGTase分子质量为78 kDa,水解活力与环化活力在最适温度、最适pH、金属离子影响等方面均存在一定差异。以可溶性淀粉为底物,经HPLC测定催化产物中几乎无α-环糊精(α-cyclodextrin,α-CD),γ-CD/β-CD可达7.70,γ-CD转化率为15.83%,添加体积分数为10%的乙醇浓度γ-CD产量可提高89.91%,γ-CD/β-CD提高73.77%,转化率为33.44%。催化豌豆淀粉γ-CD/β-CD达12.92,转化率为19.1%,分别比可溶性淀粉提高了63.13%和22.90%。该研究为进一步提高γ-CGTase酶法制备γ-CD产量和专一性应用提供了重要的理论依据。     

电纺聚丙烯腈/β-环糊精纳米纤维的吸附性能

以β-环糊精(β-CD)、聚丙烯腈(PAN)为原料,N-N二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,改变溶液中PAN以及β-CD的含量,通过静电纺丝技术成功制备了表面光滑无珠结且粗细均匀的PAN/CD纳米纤维毡。通过红外光谱(ATRFTIR)和XRD对纳米纤维进行表征,结果显示β-CD固定在纳米纤维中并能保留自身的特殊结构。通过可见分光、原子火焰吸收光度计分别研究不同PAN、CD含量的纳米纤维毡对有机染料亚甲基蓝(MB)、无机重金属Cu2+的吸附性能。结果显示,PAN为10%(质量体积比)、β-CD为60%(质量比)时制备的纳米纤维毡对MB和Cu2+的吸附率分别高达85.1%和59.5%。