不同表面活性基团的PAMAM对磷酸钙盐结晶行为研究

论文摘要

首先合成以麦芽糖基（maltose）和长链烷烃(-C15H31)修饰的PAMAM树枝状大分子化合物,并利用核磁（1H NMR）和红外（FT-IR）对其进行表征。结合红外与核磁的测试分析结果,认为成功合成了麦芽糖基和棕榈酰修饰的树枝状大分子化合物。利用紫外可见光谱（UV-vis）和原子力显微镜（AFM）两种手段考察了所得PAMAM树枝状大分子衍生物在溶液中本身以及加入Ca2+后的自组装行为。紫外光谱测试结果表明,当加入Ca2+后,树枝状大分子中的N或O原子与Ca2+发生了相互作用。原子力显微镜测试结果证明,树枝状大分子化合物本身及其加入Ca2+后发生了自组装行为,并且认为这种自组装行为是形成磷酸钙盐的开始阶段。以合成得到的树枝状大分子化合物为模板,在水热条件下,考察浓度、时间及pH值对形成磷酸钙盐纳米粒子的影响。通过红外（FT-IR）、X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）和差热-热重（TG-DTA）等手段对所形成的磷酸钙盐纳米粒子进行分析,发现磷酸钙盐的结晶、生长基本有三个转变过程。先是在反应初始常温条件下形成DCPD（CaHPO4?2H2O）,然后在水热条件转化为DCPA（CaHPO4）,最后在不同的条件下进一步转化为HAP（Ca10（PO4）6（OH）2）。TEM结果表明,所得磷酸钙盐纳米粒子呈现出不同的外貌形态,认为是由于在不同的条件下,树枝状大分子化合物之间分子相互作用方式不同所致。在实验基础上,认为磷酸钙盐纳米粒子的形成符合多尺度有机-无机杂化聚集体的形成机理。在模板剂的作用下,Ca2+首先进入PAMAM的空腔,与树枝状大分子化合物中的N或O原子发生作用,因电荷平衡作用,使得HPO42?也进入空腔,当二者的浓度达到一定程度则发生反应,即有DCPD的生成。由于树枝状大分子的自组装作用,使得这种晶体的生长呈现出一定的形状。而当在水热条件下,由于相的转化,使得产物变成了DCPA和HAP,从而得到了不同形貌的磷酸钙盐纳米粒子。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 生物矿化概述
• 1.1.1 生物矿化的过程
• 1.2 水热法晶体生长的研究进展
• 1.2.1 水热法概述
• 1.2.2 水热条件下晶粒的生长及反应条件对晶粒粒度的影响
• 1.3 磷酸钙概述
• 1.4 本课题研究目的和意义
• 1.4.1 树枝形聚合物的特点及应用
• 1.4.2 多糖的自组装研究及应用
• 1.4.3 微乳的自组装原理
• 1.4.4 胶束的自组装原理
• 1.4.5 本论文研究的主要内容
• 第二章 麦芽糖基和长链烷烃修饰的PAMAM 树枝状大分子的合成及其自组装行为研究
• 2.1 试剂与仪器
• 2.2 树枝状聚合物PAMAM 的合成
• 2.3 麦芽糖基修饰的PAMAM 树枝状化合物（PAMAM-MALTOSE）的合成及其自组装行为研究
• 2.3.1 PAMAM-maltose 的合成[83]及表征
• 2.3.2 PAMAM-maltose 在溶液中的自组装行为研究
• 2.4 长链烷烃修饰的PAMAM 树枝状化合物（PAMAM-NHCOC15H31）的合成及其自组装行为研究
• 2.4.1 PAMAM-NHCOC15H31 的合成[85]及表征
• 2.4.2 PAMAM-NHCOC15H31 在溶液中的自组装行为研究
• 15H₃₁为模板剂磷酸钙盐的制备及表征'>第三章 PAMAM-MALTOSE、PAMAM/CTAB 和 PAMAM-NHCOC₁₅H₃₁为模板剂磷酸钙盐的制备及表征
• 3.1 PAMAM-MALTOSE 作模板剂磷酸钙盐的制备及表征
• 3.1.1 试剂与仪器
• 3.1.2 PAMAM-maltose 作模板剂磷酸钙盐纳米粒子的制备
• 3.1.3 磷酸钙盐纳米粒子的表征
• 3.2 PAMAM/CTAB 作模板剂磷酸钙盐的制备及表征
• 3.2.1 试剂与仪器
• 3.2.2 PAMAM/CTAB 作模板剂磷酸钙盐纳米粒子的制备
• 3.2.3 磷酸钙盐纳米粒子的表征
• 15H₃₁ 作模板剂磷酸钙盐的制备及表征'>3.3 PAMAM-NHCOC₁₅H₃₁作模板剂磷酸钙盐的制备及表征
• 3.3.1 试剂与仪器
• 15H₃₁ 作模板剂磷酸钙盐纳米粒子的制备'>3.3.2 PAMAM-NHCOC₁₅H₃₁作模板剂磷酸钙盐纳米粒子的制备
• 3.3.3 磷酸钙盐纳米粒子的表征
• 3.4 机理的推测
• 第四章 总结
• 参考文献
• 致谢
• 附录一
• 附录二 攻读硕士学位期间发表论文
• 附件