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1、分類號(hào)——’學(xué)校代碼!Q5壘2密級(jí)學(xué)號(hào)—200812—020048新型紙基分離材料的研究Study0nnewtyDeofPaperbased一n一seDarationmaterial』■●l研究生姓名指導(dǎo)教師姓名、職稱學(xué)科專業(yè)研究方向周聰陳波教授藥物分析學(xué)現(xiàn)代色譜分離分析湖南師范大學(xué)學(xué)位評(píng)定委員會(huì)辦公室二零一一年五月摘要＼刪嗍紙具有制備工藝成熟、成本低、使用后可回收，不造成環(huán)境污染等特點(diǎn)，近年來(lái)以紙作為基底材料進(jìn)行化學(xué)修飾的研究已成為一個(gè)熱點(diǎn)。本文以實(shí)驗(yàn)室常用的濾紙作為基底材料，用溶膠．凝膠法制備
2、的二氧化硅納米粒子及硅烷化試劑對(duì)其進(jìn)行改性修飾，制備出了新型紙基分離材料；以羅丹明B、蘇丹紅I、蘇丹紅Ⅳ為模型化合物研究了該材料的色譜分離特性；利用所建立的修飾方法制備了超疏水濾紙，優(yōu)化了制備條件，并對(duì)其穩(wěn)定性和油水分離能力進(jìn)行了測(cè)試；本文還利用這種超疏水材料對(duì)均相混合體系的表面自由能變化進(jìn)行了研究。本文主要做了以下工作：1．利用溶膠．凝膠法制備粒徑可控的納米粒子并將其修飾到濾紙上，再進(jìn)行硅烷化修飾，屏蔽掉硅羥基。這種改性濾紙對(duì)三種色素分離效果的改善很明顯，可將羅丹明B，蘇丹紅I，蘇丹紅IV完全分
3、開。實(shí)驗(yàn)表明在同等展開條件下，納米粒子越小，烷基碳鏈越長(zhǎng)，硅烷化效果越完全，色素斑點(diǎn)越集中，分離效果越好，其保留行為與反相液相色譜相似。2．將納米粒子進(jìn)行硅烷化改性，再將其修飾到濾紙上，制備出了靜態(tài)水接觸角>150。的超疏水濾紙，通過(guò)對(duì)納米粒子粒徑和碳鏈長(zhǎng)短的考察發(fā)現(xiàn)：納米粒子粒徑約30nm左右、修飾納米粒子的碳鏈越短，濾紙的疏水性最好。用掃描電鏡對(duì)超疏水濾紙的表面形貌進(jìn)行r表征后發(fā)現(xiàn)二氧化硅納米粒子在濾紙纖維表面形成了一層包裹層，即納米級(jí)粗糙結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)對(duì)濾紙的疏水性具有關(guān)鍵作用。3．對(duì)制備的
4、超疏水濾紙進(jìn)行了穩(wěn)定性考察，發(fā)現(xiàn)其在酸性、中性水溶液以及有機(jī)溶劑中穩(wěn)定性高、堿性水溶液穩(wěn)定性差。通過(guò)對(duì)超疏水濾紙的油水分離性能進(jìn)行考察，發(fā)現(xiàn)其能高度選擇性的吸除水面上的甲苯，并對(duì)有機(jī)溶劑有良好的透過(guò)性，這些特性使得該濾紙能高效的濾除油水乳液中的水分，提示該材料在油水分離方面具有良好的應(yīng)用前景。此外，通過(guò)對(duì)水．有機(jī)溶劑均相體系進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)其對(duì)乙醇．水混合溶液的分離亦有一定效果，并對(duì)乙腈．水體系的表面自由能變化進(jìn)行了初步研究。關(guān)鍵詞：紙色譜；色素；二氧化硅納米粒子；溶膠凝膠法；硅烷化；超疏水IIAb
5、stractPaper,akindofinexpensive，easilyprepared，andeasilyrecoverablesubstance，hasbecomeahotspotintheresearchfieldofsurfacemodificationinrecentyears．Inthisthesiswechoosefilterpaperwhichcanbeeasilyavailableinlabasasubstance．Thetechniqueofsol-geltoprepareS
6、i02nano-particleisusedandcombinedwithsilylationreagents．Filterpaperismodifiedtopreparethenewtypeofpaper-basedseparationmaterial．BasedonthemodelcompoundsrhodamineB，SudanI，andSudanIV,theirchromatographicresolutionsonthemodifiedfilterpaper,andtheconditio
7、nstopreparethesuper-hydrophobicfilterpaperwereinvestigated．Thestabilityandtheoil-waterseparationbehaviorsofthepreparedsuper-hydrophobicfilterpaperaretested．Thesurfacefreeenergyofhomogeneousmixturesolutionwasalsobeingstudied．Thestudiesinthisthesisaresu
8、mmarizedasfollows：1．ThetechniqueofSol-gelisusedtopreparesize—controllablenano-particlewhichismodifiedtofilterpaper．Silanizationisusedtoscreenthesilan01．Thismodifiedfilterpaperimprovestheeffecienciesofseparation．Thestudydemonstratesthatunderthe
