智能型蠕虫状胶束的形成及应用-开题报告

1、1智能型蠕虫状胶束微观结构及其应用智能型蠕虫状胶束微观结构及其应用报报 告告 内内 容容课题来源课题来源1 国内外研究进展国内外研究进展2 研究目标与创新点研究目标与创新点3 实验计划及表征手段实验计划及表征手段4 预期研究成果预期研究成果5 基础及条件基础及条件6 部分参考文献部分参考文献8 实验进度安排实验进度安排72一、课题来源一、课题来源（背景知识介绍）（背景知识介绍）1.1 蠕虫状胶束姜文清 郝京诚.水相和特殊介质中有序聚集体的结构、性质和应用(I),表面活性剂在水相和离子液体中的有序聚集体J.日用化学工业,2008,38(4):257-266.3蠕虫状胶束的形成蠕虫状胶束的形成MI

2、CELLECYLINDRICAL MICELLESNETWORK游离的表面活性剂分子随着表面活性剂浓度的增加会形成球状胶束继续增加浓度球状胶束会发生一维的增长进而形成棒状胶束进一步增长发生弯曲最后形成相互缠绕的网状结构4蠕虫状胶束的应用蠕虫状胶束的应用压裂液、三次采油 冷热流体运输清洁和护肤产品 污水治理 增溶药物51.2 智能型蠕虫状胶束智能型蠕虫状胶束智能型蠕虫状胶束：宏观性能随着外界环境条件的微小变 化而发生明显改变的胶束体系。张永民;郭赞如;张继超;冯玉军;王碧清;王九霞;智能型蠕虫状胶束体系J;化学进展;2011年10期温度响应pH响应光响应氧化还原响应蠕虫状胶束的缺点：蠕虫状胶束的

3、形成条件要求比较特殊（需要一个刚好合适的条件），所以找到一个合适的体系比较难。6二、国内外研究现状二、国内外研究现状温度响应型蠕虫状胶束体系：1.表观黏度随温度升高而单调降低。2.表观黏度随温度升高而增大袁 在某一温度达到最大值，然后减小。构成：乙氧基 （EO） 反离子：羟基萘羧酸、水杨酸阳离子表面活性剂体系Manohar:CTAHNC/HNC- 首次报道：升温 ，囊泡蠕虫状胶束Saha:CTAB/萘酚 随温度升高而粘度变大，蠕虫状胶束Kaler:EHAC/NaSal 在40前升高温度粘度增加，在升高温度则降低Raghavan:EHAC/SHNC 表观粘度随温度增长时，微观上胶束长度增长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阴离子表面活性剂体系Greenhill Hooper:C18P5E11S 第一次发现热增粘效应。25时，

5、体系透明且黏度极低，随着温度升高体系黏度逐渐增大，70达到最大值，继续加热则黏度下降。 Abe:10%(wt%)FC6-HC4 水溶液从6升高到36时，体系的黏度增大100倍， 并达到最大值。继续升温则黏度下降，60 时下降达100个数量级。且通过调节NaCl或尿素等添加剂的量可以改变体系的温度响应范围。 非离子表面活性剂体系两性离子表面活性剂体系均表现出黏度随温度变化为先增大后降低的趋势Sharma:ChEO30。随着温度升高EO基团的氢键作用减弱，表面活性剂分子疏水作用增强，促使胶束增长，黏度增加；其后继续升高温度，端基的活化能变得更大。自由端基将融入胶束内形成连接点或引发网络结构支化，使

6、得松弛过程更快更容易，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光响应型蠕虫状胶束体系： 光响应型蠕虫状胶束是指在合适波长的光作用下，构成胶束的某一组分发生光诱导异构化、光裂解、光聚合等。引起分子结构变化， 导致胶束的微观形态改变，致使体系宏观

7、性能发生变化。特征：蒽、邻氧萘酮、 偶氮苯、苯丙烯酸、 二苯乙烯、 螺喃环的嵌段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响应型蠕虫状胶束体系： pH响应型蠕虫状胶束指通过与H+或OH-作用引起表面活性剂分子HLB值的变化或通过反离子的结构变化,导致蠕虫状胶束结构的破坏-重构, 实现体系宏观黏弹性的可控改变。特征：羧基、酚羟基、磷酸氢基或胺基等表面活性剂自身受pH影响发生变化Klijin:Hepes,

8、Mes,APS,taurine对Gemini Surfactants的影响球形胶束蠕虫状胶束囊泡Klijn, J. E., Stuart, M. C. A., Scarzello, M., Wagenaar, A., and Engberts, J. B. F. N. J. Phys. Chem. B 2006 110 2169410反离子受pH影响发生变化邻苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二酚、烷基或者苯基膦酸、邻氨基苯甲酸等。Zonglin Chu:UC22AMPM与马来酸(2:1) 当体系的pH值从6.20升高到7.29时,体系的粘度从105mPas下降到1mPas ,而且可快速往复循环。 这

9、种由叔胺基引起的pH刺激响应具有方便、快速、 高效、 可逆和低成本的显著特点。Chu, Z.; Feng, Y. Chem. Commun. 2010, 46, 902811氧化-还原响应型蠕虫状胶束体系： 如果参与胶束组装的某一组分的分子结构中含有二茂铁、S原子、 紫罗碱或烷基化烟酸酰胺等。具有氧化-还原响应的基团，通过电化学等反应改变其氧化还原态，引起分子结构改变，导致胶束微观形态的变化，最终可实现体系宏观黏弹性的可控改变。Tsuchiya:FTMA/NaSal,电化学法将二茂铁氧化为带正电荷的铁离子Tsuchiya, K.; Orihara, Y.; Kondo, Y.; Yoshino

10、, N.; Ohkubo, T.; Sakai, H.; Abe, M. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 12282.12蠕虫状胶束体系在增溶药物中的研究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时形成胶束。在20-36时，会形成蠕虫状胶束及其对灰黄霉素、螺内酯、卡马西平三种药物的溶解Z

11、hou, Z., Chaibundit, C., DEmanuele, A., Lennon, K., Attwood, D., and Booth, C. Int. J. Pharm. 2008 354 8213蠕虫状胶束增溶药物量的测试方法（HPLC）1%wt共聚物溶液（磷酸盐缓冲液控制pH=7.4）加入药物（过饱和）常温搅拌3天（2037），保证体系稳定、药物充分溶解0.45m的微孔过滤去除不容物HPLC（ODS2 C18 5m） 螺内酯螺内酯285nm285nm卡马西平卡马西平292nm292nm14蠕虫状胶束体系在废水处理的研究表面活性剂形成的胶束在废水处理中已经有了很多相关的研究。

12、-Cu2+Zn2+Cr3+有机物过滤膜H2OH2OH2OH2O能吸附金属离子胶束内能增溶胶束空间网状结构也能固定污染物猜想：是否能够在废水处理中有着更好的表现？15三、研究目标与创新点三、研究目标与创新点 蠕虫状胶束体系有着很多的优点，目前也有许多体系的存在。但是，要找到一种新的体系并不容易。1、找到一种新的能形成蠕虫状复配体系及其微观结构。2、研究其对环境改变而产生的变化。3、研究对难溶药物的增溶效果。4、研究对废水（金属离子及有机物）的处理。体系选择：阴/非离子复配体系 某一反离子诱导阴离子体系创新点：创新点：1、一种新的体系。 2、蠕虫状胶束对药物的增溶。 3、蠕虫状胶束对废水的处理。1

13、6四、实验计划及表征手段四、实验计划及表征手段AB不同浓度配比表面张力仪荧光光谱仪CMCNaggI1/I3粘度计a找到一种新的蠕虫状胶束体系17环境刺激响应性蠕虫状胶束体系不同的温度不同的pH测量聚集数、粘度的变化18药物增溶及废水处理蠕虫状胶束体系药物HPLC蠕虫状胶束体系有机物/金属离子原子吸收光度仪超滤膜19五、预期结果五、预期结果找到一种新的蠕虫状胶束复配体系，并得到其微观结构。体系在拥有良好的受温度（pH）变化的刺激响应性。 对药物增溶及废水处理效果良好争取发1-2篇高质量文章20六、六、基础及条件基础及条件1、对相关资料文献进行了大量的查阅，制定了可行的实验 方案；2、课题组对表面

14、活性剂相关领域已有了多年的深入研究， 积累了较好的研究经验和基础。3、 海南大学材化学院及分析测试中心的仪器设备基本可保 证本课题的各项研究工作顺利开展。21七、七、实验进度安排实验进度安排2011.9-2012.112012.12-2013.22013.3-2013.82013.9-2013.112013.11-2014.3查阅文献查阅相关文献资料，进行汇总整理。参与他人的实验，为独立实验打下基础。完成实验方案及规划，药品的准备。并初步尝试找到一种新的体系。得到新的体系，并得出其物化性质及微观结构。并试验其对pH、温度的刺激响应行为。整理资料，争取发表1篇文章。对体系做药物增溶及污水处理实验

15、，整理资料，争取发表1篇文章。撰写毕业论文及补充实验22八、部分参考文献八、部分参考文献姜文清 郝京诚.水相和特殊介质中有序聚集体的结构、性质和应用(I),表面活性剂在水相和离子液体中的有序聚集体J.日用 化学工业,2008,38(4):257-266.张永民;郭赞如;张继超;冯玉军;王碧清;王九霞;智能型蠕虫状胶束体系J;化学进展;2011年10期.张为灿 梁好君.十六烷基三甲基溴化铵蠕虫状胶束的形成及其性质J.科学通报.2000年11期,1138-1141.卢惠娟 陈冲 郭宏涛.无探针紫外光谱法测定CTAB的第二临界胶束浓度J.化学学报,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