漆酶-TEMPO体系选择性氧化壳聚糖C-6伯羟基提高其抗氧化性能的研究

利用漆酶-TEMPO体系选择性地氧化壳聚糖C-6伯羟基,对氧化产物分别进行红外光谱、13C NMR、离子色谱和热失重分析,确定产物结构的变化,并进一步对其抗氧化性进行研究。结果表明,经漆酶-TEMPO体系氧化后,壳聚糖分子结构中的C-6伯羟基被选择性地氧化成羧基,其它结构基本不变,其产物为氧化壳聚糖钠盐;壳聚糖氧化产物与原样相比,热稳定性得到了提高;壳聚糖经漆酶-TEMPO体系氧化后的ABTS自由基清除率5min后达到66.36%,抗氧化性能得到改善。     

漆酶/TEMPO催化纤维素接枝天冬氨酸及其对Ni2+的吸附行为研究

以棉浆纤维素(CF)为原料,利用漆酶/TEMPO体系选择性将其C6伯羟基氧化成醛基,得到氧化纤维素(OCF),再将天冬氨酸通过Schiff碱反应接枝到氧化纤维素上,制得一种新型的重金属离子吸附材料。采用傅里叶红外光谱(FT-IR)和扫描电子显微镜(SEM)等表征手段证实了天冬氨酸成功引入到纤维素的表面,且利用凯氏定氮法检测得到接枝产物中天冬氨酸含量为5.28%。以重金属镍离子(Ni~(2+))为模型物,研究了天冬氨酸-纤维素吸附剂(Asp-OCF)对镍离子溶液的吸附性能,探讨了镍离子初始浓度和吸附时间对吸附过程的影响。结果表明,与纤维素相比,制备的新型吸附剂Asp-OCF对Ni~(2+)的吸附能力大幅提高,平衡吸附量达到9.48 mg/g,相比CF提高了8倍。吸附等温线拟合结果较好的符合Langmuir模型;动力学研究结果表明Asp-OCF对Ni~(2+)的吸附过程符合准二级动力学模型。     

氧化细菌纤维素的制备及其表征

目的 通过高碘酸钠氧化制备含醛基的氧化细菌纤维素,并改善细菌纤维素的抗菌性能,为细菌纤维素的综合利用提供新思路.方法 以氧化细菌纤维素中醛基的含量和保留率作为评价指标,通过单因素和正交试验对其进行优化,利用红外光谱仪、扫描电镜对氧化前后的细菌纤维素结构进行表征,以大肠杆菌、金黄色葡萄球菌为实验菌种,探究氧化细菌纤维素的抑菌性能.结果 当高碘酸钠浓度为0.3 mol/L,悬浮液pH为4.0,体系温度为50℃,反应时间为4.0 h时,制备的氧化细菌纤维素的最佳醛基含量为98％(质量分数)、保留率为78％.经氧化后,氧化细菌纤维素存在醛基官能团,其对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌产生的抑菌圈直径分别为21.5,23.3 mm.结论 制得了含醛基的氧化细菌纤维素,且其具有较好的抗菌性.     

C6位选择性氧化竹浆纤维的壳聚糖改性处理

采用H_3PO_4/HNO_3-NaNO_2氧化体系对竹浆纤维C6位进行选择性氧化,然后与壳聚糖溶液交联反应制备生态的抗菌壳聚糖改性竹浆纤维。固相CP/MAS 13 C核磁共振分析显示,H_3PO_4/HNO_3-NaNO_2已将竹浆纤维C6位上的伯羟基选择性氧化成羧基,且红外光谱和扫描电镜测试表明,壳聚糖的氨基与氧化竹浆纤维分子上的羧基发生酰胺化反应,壳聚糖分子通过C-N化学键共价交联在竹浆纤维上,并在竹浆纤维表面形成壳聚糖薄膜。通过分析H_3PO_4/HNO_3-NaNO_2氧化和壳聚糖处理过程中竹浆纤维羧基含量、机械强力、壳聚糖含量等指标,得出最佳工艺参数。Kjeldahl定氮分析得出壳聚糖在氧化竹浆纤维上的最大含量为3.92%。壳聚糖接枝竹浆纤维的断裂强度变化不明显,但其断裂伸长率降低。抗菌试验结果显示,与壳聚糖处理的原竹浆纤维抗菌性相比,壳聚糖改性竹浆纤维对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌效果明显提高,抑菌率均在96%以上,且壳聚糖改性竹浆纤维具有良好的抗菌耐洗涤性能。     

C6位氧化细菌纤维素的制备及结构表征EI北大核心CSCD

为了改善细菌纤维素的生物降解性,采用2,2,6,6-四甲基-1-哌啶酮(TEMPO)/Na Br/Na Cl O体系对细菌纤维素进行氧化,探讨了Na Cl O和TEMPO用量及反应时间对反应的影响,利用电导滴定、红外光谱、13C-核磁共振、X射线衍射和透射电子显微镜对固体产物进行了表征。结果显示,细菌纤维素取1 g,0.6 mol/L Na Cl O 8 m L,TEMPO 0.016 g,Na Br0.1 g,反应8 h可以获得羧基含量较高的氧化细菌纤维素(羧基含量为1.04 mol/kg)。红外光谱和13C-核磁共振波谱共同证明细菌纤维素C6位伯醇羟基被选择性催化氧化成了羧基,X射线衍射结果表明氧化后细菌纤维素的结晶结构没有发生明显改变,TEM结果显示氧化后细菌纤维素的纳米网状结构得到保留。利用TEMPO/Na Br/Na Cl O体系可以获得氧化度较高的微观结构无损伤的氧化型细菌纤维素。     

载银氧化壳聚糖复合物的制备及其抑菌性能的研究

以壳聚糖(CS)为原料,采用漆酶/2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基(TEMPO)体系选择性氧化分子上C6伯羟基形成羧基,得到氧化壳聚糖(C-COS),将C-COS与硝酸银反应制得载银氧化壳聚糖复合物(C-COS-Ag)。采用傅里叶红外光谱(FT-IR)、电导滴定、X射线光电子能谱(XPS)对产物进行表征,并以4种不同细菌作为抑菌模板,利用紫外分光光度计对C-COS-Ag抑菌条件进行优化,最后使用扫描电镜(SEM)观察C-COS-Ag加入前后细菌的形貌变化。结果表明,氧化壳聚糖的羧基含量为1.42%,C-COS-Ag中Ag~+结合方式以[Ag(NH_3)_2]OH和Ag_2O(一部分为—COOAg;另一部分为Ag_2O)两种形式存在,且存在比例为6∶4。C-COS-Ag的最佳抑菌条件为1 h、26℃,且抑菌圈直径30 mm,大肠杆菌的最小抑菌浓度(MIC)为7.5μg/mL,金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、枯草芽孢杆菌的MIC均为10μg/mL。C-COS-Ag的添加能够使细菌的细胞壁受损影响细菌的繁殖生长,最终起到较好的抑菌作用。     

漆酶催化壳聚糖-阿魏酸接枝共聚提高产物抗氧化及抗菌性的研究

以阿魏酸(FA)为底物,利用漆酶作为催化剂催化壳聚糖与阿魏酸接枝反应。对FA-壳聚糖接枝产物分别进行线性电位滴定、红外光谱检测和热重分析,确定产物的接枝率和结构的变化,并进一步对其抗氧化性和抑菌性能进行研究。结果表明,FA-壳聚糖的接枝率约为11.4%;在漆酶催化过程中阿魏酸的酚羟基与壳聚糖上的氨基参与反应,FA与壳聚糖之间可能受到了席夫碱(Schiff)的修饰;与壳聚糖原样相比,FA-壳聚糖衍生物的热稳定性也得到了提高;FA-壳聚糖衍生物对DPPH和ABTS自由基的清除率的IC50值分别为1.88和0.61mg/mL,表明FA-壳聚糖的抗氧化性能得到改善;抑菌性能检测得出在浓度为1mg/mL时FA-壳聚糖较壳聚糖原样对大肠杆菌和沙门氏菌的抑菌圈分别提高了1.5和1.3mm,在浓度为5mg/mL时FA-壳聚糖较壳聚糖原样对枯草芽孢杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌圈分别提高了2.5和2.0mm。     

微晶纤维素表面接枝对苯二胺的制备及其荧光性能

以微晶纤维素(MCC)为原料,高碘酸钠(NaIO4)为氧化剂首先制备了双醛纤维素(DAC),进而与对苯二胺(PPDA)进行小分子接枝反应,得到对苯二胺改性的微晶纤维素。通过红外光谱、热重分析、示差扫描量热仪和荧光显微镜分别表征了MCC氧化和接枝前后样品的变化,以及产物的荧光性能。结果表明,MCC经高碘酸钠氧化,可选择性地将C2、C3键的羟基氧化成醛基;对苯二胺接枝于DAC后可形成碳氮双键,具有明显的荧光效应。     

C-6羧基氧化纤维素醋酸酯的制备和性能

以溶解级木浆作为原料,通过TEMPO（2,2,6,6四甲基哌啶1氧化物自由基）/NaClO/NaClO₂氧化体系对纤维素C-6羟基进行氧化,经过乙酰化处理后制备出C-6位含羧基的氧化纤维素醋酸酯。用红外光谱（IR）、X-射线衍射（XRD）和核磁共振（NMR）等手段表征了产物的结构,用热重分析（TGA）和差示扫描量热法（DSC）测试了产物的热性能。结果表明:所合成氧化纤维素醋酸酯的C-6位羧基取代度为0.15,乙酰基取代度为2.72（其中C 2为0.93、C-3为0.98、C 6为0.81）且取代均匀性较好;用C-6羟基的选择性氧化预处理可实现纤维素的可控酯化;产物能溶于DMSO（二甲基亚砜）;产物的晶型由纤维素Ⅰ型转变成纤维素Ⅱ型。氧化纤维素醋酸酯在185℃发生玻璃化转变,在257℃熔融。乙酰基的接入,使产物的热塑性提高。     

羧基壳聚糖酰胺接枝丝素材料的结构及性能EI北大核心CSCD

通过HNO_3/H_3PO_4-NaNO_2体系选择性氧化制备了不同羧基度的氧化壳聚糖,研究了羧基壳聚糖接枝条件对丝素织物接枝率和服用性能的影响,利用红外光谱、扫描电镜、差示扫描量热对酰胺改性丝素纤维的分子结构进行了表征。结果表明,氧化壳聚糖羧基度和质量分数分别为45.46%与2%,接枝反应时间为2 h时,丝素织物接枝率达到9.26%。羧基壳聚糖通过酰胺化学键交联在丝素纤维表面,改性丝素的热稳定性提高。羧基壳聚糖接枝丝素织物的拉伸强度略有降低,改性丝素织物的白度下降46.70%,而折皱回复角提升61.74%,毛细效应增加39.21%,且在改性丝素分子中引入了羧基壳聚糖的聚阳离子氨基,9.26%接枝率的改性丝素对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率分别为99.65%和94.59%,具有较高的抗菌活性。     

羧基壳聚糖酰胺接枝丝素材料的结构及性能

通过HNO_3/H_3PO_4-NaNO_2体系选择性氧化制备了不同羧基度的氧化壳聚糖,研究了羧基壳聚糖接枝条件对丝素织物接枝率和服用性能的影响,利用红外光谱、扫描电镜、差示扫描量热对酰胺改性丝素纤维的分子结构进行了表征。结果表明,氧化壳聚糖羧基度和质量分数分别为45.46%与2%,接枝反应时间为2 h时,丝素织物接枝率达到9.26%。羧基壳聚糖通过酰胺化学键交联在丝素纤维表面,改性丝素的热稳定性提高。羧基壳聚糖接枝丝素织物的拉伸强度略有降低,改性丝素织物的白度下降46.70%,而折皱回复角提升61.74%,毛细效应增加39.21%,且在改性丝素分子中引入了羧基壳聚糖的聚阳离子氨基,9.26%接枝率的改性丝素对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率分别为99.65%和94.59%,具有较高的抗菌活性。     

氨基葡萄糖分子上羧基含量对壳聚糖性能影响

目的 利用漆酶-TEMPO（TEMPO为2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基的简称）体系氧化低聚壳聚糖,探究氨基葡萄糖分子上引入的羧基含量对壳聚糖性能的影响,以期壳聚糖在包装方面的应用能够更为广泛。方法 通过高效离子色谱（HPIC）检测样品的钠离子含量表征样品的羧基含量,通过检测样品的吸湿保湿性、抗氧化性能表征壳聚糖物理化学性能的改善程度。结果 壳聚糖分子上引入羧基有利于改善其吸湿、保湿性能,氧化产物在饱和碳酸钾与饱和硫酸铵溶液中60 h后吸湿率最高达63.0%, 18.4%,保湿率为5.7%,而当氧化程度超过45.31%时,氧化产物的吸湿、保湿性能保持不变。结论 TEMPO添加量越多,氧化产物的羧基含量越高。引入的羧基基团能够改善壳聚糖氧化产物的吸湿、保湿性能,而增加氨基葡萄糖分子上的羧基含量,会提高壳聚糖的抗氧化性能。这些性能的提高对壳聚糖在包装材料的应用具有长远意义。     

纤维素的选择性氧化及发展趋势

纤维素是自然界取之不尽用之不竭的可再生资源,改变纤维素的结构,便赋予其许多新的功能。选择性氧化纤维素成为纤维素科学与纤维素基新材料研究领域中的热点。综述了纤维素的各种选择性氧化体系,重点介绍了TEMPO/NaClO/NaBr选择性氧化体系的反应条件、反应机理及最新的研究进展,并分析了氧化纤维素应用及发展前景。     

表面沉积铜纳米颗粒的细菌纤维素/壳聚糖交联复合膜的制备及其抗菌性能研究

通过戊二醛交联制备了细菌纤维素/壳聚糖复合材料,并采用磁控溅射技术在交联复合膜表面沉积铜(Cu)纳米颗粒。利用扫描电子显微镜观察纳米纤维膜表面形貌,采用傅里叶红外光谱仪、热重分析仪和X射线衍射仪比较交联复合前后以及镀铜前后复合膜基本化学结构、热稳定性和晶面结构的变化。通过能量色散X射线光谱对壳聚糖和铜在复合膜表面的分布情况进行表征。同时借助抗菌实验探究复合膜对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌能力。结果表明:壳聚糖与细菌纤维素发生了有效交联,改变了细菌纤维素的基本形貌、化学结构、晶体形态以及热学性能,并且镀铜后交联复合膜的抗菌性能得到了明显的提升(膜与细菌接触20min,对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌效果均达到了99.999%)。     

漆酶催化原儿茶酸与壳聚糖接枝反应机理的初步探究

在非均相条件下,利用漆酶催化氧化原儿茶酸使其接枝到壳聚糖进行改性,初步探究改性过程中,反应体系各组分相对浓度的变化、改性壳聚糖上原儿茶酸的接枝反应历程以及改性壳聚糖抗氧化性能的提升效果。通过React IR(反应红外)分析表明壳聚糖先将原儿茶酸吸附到固相之后才发生进一步反应,通过Py-GC/MS(裂解气相色谱质谱联用)分析表明接枝反应后原儿茶酸是通过化学键连接到了壳聚糖,利用Solid-state 13C NMR(固体核磁共振)和FT-IR(红外光谱)检测到接枝前后新的化学键生成,进一步表明原儿茶酸通过化学键接枝到了壳聚糖,通过ABTS法测定接枝反应前后壳聚糖的抗氧化性能,发现接枝后壳聚糖抗氧化性能的提高显著。     

氨基酸改性壳聚糖基金属离子吸附材料的制备和性能

以壳聚糖(CS)为基体、以1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC.HCl)为缩合剂、N-羟基-丁二酰亚胺(NHS)为偶联剂,将L-精氨酸固载到CS大分子上,L-精氨酸接枝壳聚糖CS-L-Arginine(CA),通过单因素实验优化接枝工艺,制备出一种天然高分子基重金属螯合材料。应用元素分析、红外光谱(FT-IR)、拉曼光谱(RAM)和X-射线衍射(XRD)等手段表征了产物的结构组成,研究了接枝机理。用坂口反应并结合凯氏定氮法测定了产物的接枝率GR。结果表明,当反应物物质的量比为n CS:n Arg:n EDC=1:1:1、n EDC:n NHS=3:1、反应时间12 h、体系的pH值=5时,接枝率(GR)可达16.85%。调整反应物的投入比,可制备出接枝率不同的接枝产物。吸附实验结果表明,与CS相比,CA(GR=16.85%)使高浓度溶液中的Cu~(2+)、Ni~(2+)离子的去除率显著提高,CA的抗菌性比CS也显著增强,GR为16.85%的CA几乎完全抑制了大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的生长。     

季铵盐壳聚糖抗菌纸的性能研究

以季铵盐壳聚糖为抗菌剂处理普通成纸,制备了包装用抗菌纸。采用抑菌圈法评价了该抗菌纸对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑制效果,研究了季铵盐壳聚糖的浓度对抗菌纸厚度、抗张强度、耐破度和抑菌性能的影响。结果表明,抗菌纸的抗张强度及耐破度均较原纸有所增加,厚度没有明显变化,能满足包装需求,且具有良好的抗菌性能,其抗菌效果随季铵盐壳聚糖浓度的增加而增强,并且相同季铵盐壳聚糖浓度下的抗菌纸对金黄色葡萄球菌的抑菌效果要好于大肠杆菌。     

光敏抗菌纯棉无纺布的制备及性能研究

以纯棉水刺无纺布为基材,乙酸为溶剂,柠檬酸为交联剂,把壳聚糖接枝在棉无纺布上,再以壳聚糖为载体,固定原卟啉,制备出一种光敏抗菌材料。借助扫描电镜和傅里叶红外光谱仪分析固定前后棉无纺布的形貌及化学结构变化,并探究改性后棉无纺布的力学性能、透气性及抗菌性能。结果表明：棉无纺布表面接枝了壳聚糖与原卟啉,其断裂强力有所减小;在暗室/光照条件下,改性无纺布对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌均具有良好的抗菌效果,尤其在光照条件下,原卟啉与壳聚糖的协同抗菌作用,使改性无纺布对大肠杆菌的抗菌率达到99.91%。     

电纺制备明胶/壳聚糖/羟基磷灰石/氧化石墨烯抗菌复合纳米纤维的研究

本研究模拟细胞外基质成分与结构, 采用静电纺丝法成功制备出明胶/壳聚糖/羟基磷灰石/氧化石墨烯四元复合纤维。重点考察该体系中物质浓度对复合纤维形貌及抗菌性能的影响。结果表明: 明胶浓度增大会增大纤维的直径, 但浓度过大会出现粘连现象, 其最佳浓度为15~20%; 加入壳聚糖(CS)会出现细纤维分支, 其浓度为1%左右较佳; 增加羟基磷灰石(HA)浓度, 可提高电纺液的导电性, 降低纤维中的珠状物和粘联现象发生, 粒径为12 μm的HA浓度为5%时纤维形态较好; 加入氧化石墨烯后可使纤维形态均匀、光滑。最后对四元复合纤维进行了抗菌性能考察, 发现氧化石墨烯的加入增强了复合纤维的抗菌性。明胶/壳聚糖/羟基磷灰石/氧化石墨烯四元复合纤维对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌均具有较好的抗菌效果。     

溶胶-凝胶法合成ZnO纳米材料及其抗菌性能研究

采用溶胶-凝胶法制备氧化锌纳米材料并考察了其抗菌性能.研究发现,通过调控醋酸锌-无水乙醇-氢氧化钠反应体系的反应温度、反应时间、反应物浓度以及反应体系中的水含量可以控制纳米ZnO的粒径分布;以金黄色葡萄球菌和大肠杆菌作为革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的代表,用抑菌圈法考察了材料的抗菌性能,结果表明,溶胶-凝胶法合成的ZnO纳米材料抑菌效果明显优于相应的水热法产物和市售产品,且与其粒径分布密切相关;在实验条件下,ZnO材料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑制性能随ZnO纳米材料的粒径增大在5nm左右出现一个极值,材料的粒径小于或大于5nm,其抗菌效果均变差.