一种功能性多孔微球的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种功能性多孔微球的制备方法，首先甲壳素粉末通过反复冻融的方法溶解于氢氧化钠/尿素水溶液中。随后甲壳素溶液在含表面活性剂的油相中形成稳定的乳滴，进而通过热诱导相分离的方法得到甲壳素微球。最后利用多酚在基质表面的粘附特性及与金属离子的强配位作用，通过甲壳素微球在多酚类物质TA溶液和Ti‑BALDH溶液中简单浸渍得到的TA‑Ti涂覆的功能性多孔微球。制备原料廉价、易得，制备工艺简单易行，制备条件温和。通过改变制备过程中TA浓度，可实现功能性多孔微球功能性调控。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种功能性多孔微球的制备方法，属于多孔微球的制备技术。
技术介绍
近年来，功能性多孔微球受到越来越多的关注，并广泛应用于能源存储，分离，细胞、药物运输，组织再生载体和催化剂载体等领域。功能性多孔微球的优势主要体现在多孔性和多功能性。其中，多孔性能够为其多应用提供高比表面积、高负载量和优异的传质特性；而多功能性能够为其多应用，如重金属离子吸附，金属离子还原，生物分子的固定，组织再生等，提供独特的物理化学特性。目前，一系列天然高分子，如纤维素、壳聚糖、海藻酸、甲壳素、明胶等，和合成高分子，如聚乳酸-羟基乙酸共聚物PLGA，聚己内酯PCL，聚乳酸PLLA等，已用于多孔微球的制备。相比于合成高分子，天然高分子具有生物相容性，无毒性和生物可降解性的优势。然而，现有技术制备得到的天然高分子多孔微球表面缺少活性基团。因此，天然高分子多孔微球的直接利用受到限制。多酚化学作为表面功能化方法受到广泛关注。多酚化学的优势主要体现在以下几点：1)与金属离子的强配位作用；2)易于粘附于基质上；3)易于进行二次反应。因此，利用多酚化学可对天然高分子多孔微球进行功能化修饰，可有效增强多孔微球多功能性。
技术实现思路
针对现有技术，本专利技术提供一种功能性多孔微球的制备方法，本专利技术制备原料廉价、易得，制备工艺简单易行，制备条件温和。本专利技术提出的一种功能性多孔微球的制备方法，包括以下步骤：步骤一、配制氢氧化钠/尿素水溶液，其中，氢氧化钠质量分数为6-12％，尿素质量分数为3-6％；向氢氧化钠/尿素水溶液中加入纯化甲壳素粉末，氢氧化钠/尿素水溶液与甲壳素粉末的质量比为100:1～6，分散均匀得到混合液A；将混合液A置于低温恒温槽中-30～-20℃冷冻8-12h后解冻，上述冻融过程重复3次后将混合液A置于液氮中冷冻使甲壳素粉末充分溶解，获得透明的溶液B；步骤二、配制异辛烷/司盘80混合液，其中，异辛烷与司盘80的体积质量比为100:1mL/g；将异辛烷/司盘80混合液在100-1000rpm下搅拌30min后加入步骤一制得的溶液B得到混合液C，其中，溶液B与异辛烷/司盘80混合液的质量体积比1:2g/mL；将混合液C置于0℃冰浴中继续搅拌1h后，按照体积质量比为20:1mL/g向混合液C中加入异辛烷和吐温80，得到混合液D，所加入的异辛烷与上述异辛烷/司盘80混合液中异辛烷的体积质量比为10:1mL/g；将混合液D继续搅拌1h后转移至60℃水浴中固化5-15min，用质量浓度为10％的盐酸水溶液调节溶液D的pH至中性，该溶液D的下层产物即为甲壳素微球；步骤三、配制摩尔浓度为5-10mmol/L的鞣酸水溶液，配制摩尔浓度为5-10mmol/L的乳酸钛溶液；将步骤二制得的甲壳素微球置于容器中，然后先加入上述配制的鞣酸水溶液，静置1min，再加入上述配制的乳酸钛溶液，静置1min，得到混合液E，其中，鞣酸水溶液和乳酸钛溶液的体积比为1:10，鞣酸的摩尔浓度为0.05-0.5mmol/L，甲壳素微球的质量百分比为10％；用去离子水洗去混合液E中的多余的鞣酸和乳酸钛得到功能性多孔微球。与现有技术相比，本专利技术提出的一种功能性多孔微球的制备方法，制备原料廉价、易得，制备工艺简单易行，制备条件温和。通过改变制备过程中鞣酸(TA)的浓度，可实现功能性多孔微球功能性调控。附图说明；图1-1为实施例1制备的功能性多孔微球的SEM照片，图1-2是图1-1的局部放大图；图2为实施例1制备的功能性多孔微球氮气吸附-脱附及孔径分布(BET)曲线。图3-1为实施例2制备的功能性多孔微球的SEM照片，图3-2是图3-1的局部放大图；图4-1为实施例3制备的功能性多孔微球的SEM照片，图4-2是图4-1的局部放大图；图5-1为实施例4制备的功能性多孔微球的SEM照片，图5-2是图5-1的局部放大图；图6-1为对比例制备的非功能性多孔微球的SEM照片，图6-2是图6-1的局部放大图。具体实施方式本专利技术制备一种功能性多孔微球的设计思路是：首先甲壳素粉末通过反复冻融的方法溶解于氢氧化钠/尿素水溶液中。随后甲壳素溶液在含表面活性剂的油相中形成稳定的乳滴，进而通过热诱导相分离的方法得到甲壳素微球。最后利用多酚在基质表面的粘附特性及与金属离子的强配位作用，通过甲壳素微球在多酚类物质鞣酸(TA)水溶液和乳酸钛(Ti-BALDH)水溶液中简单浸渍得到的TA-Ti涂覆的功能性多孔微球。本专利技术制备原料廉价、易得，制备工艺简单易行，制备条件温和。通过改变制备过程中TA浓度，可实现功能性多孔微球功能性调控。下面结合附图和具体实施例对本专利技术技术方案作进一步详细描述，所描述的具体实施例仅对本专利技术进行解释说明，并不用以限制本专利技术。实施例1、制备一种功能性多孔微球，步骤如下：步骤一、配制NaOH/尿素水溶液，其中，NaOH质量分数为8％，尿素质量分数为4％；向10g的NaOH/尿素水溶液中加入纯化甲壳素粉末300mg分散均匀后得到混合液A；将混合液A进行冻融，即将混合液A置于低温恒温槽中-20℃冷冻10h后解冻，该冻融过程重复3次后，将混合液A置于液氮中冷冻使甲壳素粉末充分溶解，获得透明的溶液B。步骤二、配制异辛烷/Span80混合液，其中，异辛烷与Span80体积质量比为100:1mL/g；取20mL异辛烷/Span80混合液，在500rpm下搅拌30min后加入步骤一制得的溶液B得到混合液C；将混合液C置于0℃冰浴中继续搅拌1h后加入2ml异辛烷和0.1g吐温80得到混合液D，混合液D继续搅拌1h后转移至60℃水浴中固化10min，用10％稀盐酸调节该溶液D的pH至中性，溶液D中的下层产物即为平均粒径为100微米的甲壳素微球。步骤三、配制鞣酸水溶液，其中，鞣酸的摩尔浓度为6mmol/L；配制乳酸钛水溶液，其中，乳酸钛的摩尔浓度为6mmol/L；取一容器，将2.5mL步骤二获得的甲壳素微球分散到6.4mL的去离子水中，然后向溶液中加入0.1mL的上述鞣酸水溶液，静置1min，再向溶液中加入1mL的上述乳酸钛水溶液，静置1min，得到混合液E，混合液E中的鞣酸的摩尔浓度为0.06mmol/L，用去离子水洗去混合液E中多余的鞣酸和乳酸钛得到功能性多孔微球。实施例1得到的功能性多孔微球的比表面积为30.61m2/g，孔径17.55nm，孔隙率0.14cm3/g，图1-1和图1-2为实施例1制备的功能性多孔微球SEM照片，图2为实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功能性多孔微球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、配制氢氧化钠/尿素水溶液，其中，氢氧化钠质量分数为6‑12％，尿素质量分数为3‑6％；向氢氧化钠/尿素水溶液中加入纯化甲壳素粉末，氢氧化钠/尿素水溶液与甲壳素粉末的质量比为100:1～6，分散均匀得到混合液A；将混合液A置于低温恒温槽中‑30～‑20℃冷冻8‑12h后解冻，上述冻融过程重复3次后将混合液A置于液氮中冷冻使甲壳素粉末充分溶解，获得透明的溶液B；步骤二、配制异辛烷/司盘80混合液，其中，异辛烷与司盘80的体积质量比为100:1mL/g；将异辛烷/司盘80混合液在100‑1000rpm下搅拌30min后加入步骤一制得的溶液B得到混合液C，其中，溶液B与异辛烷/司盘80混合液的质量体积比1:2g/mL；将混合液C置于0℃冰浴中继续搅拌1h后，按照体积质量比为20:1mL/g向混合液C中加入异辛烷和吐温80，得到混合液D，所加入的异辛烷与上述异辛烷/司盘80混合液中异辛烷的体积质量比为10:1mL/g；将混合液D继续搅拌1h后转移至60℃水浴中固化5‑15min，用质量浓度为10％的盐酸水溶液调节溶液D的pH至中性，该溶液D的下层产物即为甲壳素微球；步骤三、配制摩尔浓度为5‑10m mol/L的鞣酸水溶液，配制摩尔浓度为5‑10m mol/L的乳酸钛溶液；将步骤二制得的甲壳素微球置于容器中，然后先加入上述配制的鞣酸水溶液，静置1min，再加入上述配制的乳酸钛溶液，静置1min，得到混合液E，其中，鞣酸水溶液和乳酸钛溶液的体积比为1:10，鞣酸的摩尔浓度为0.05‑0.5m mol/L，甲壳素微球的质量百分比为10％；用去离子水洗去混合液E中的多余的鞣酸和乳酸钛得到功能性多孔微球。...

【技术特征摘要】
1.一种功能性多孔微球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、配制氢氧化钠/尿素水溶液，其中，氢氧化钠质量分数为6-12％，尿素质量分
数为3-6％；向氢氧化钠/尿素水溶液中加入纯化甲壳素粉末，氢氧化钠/尿素水溶液与甲壳
素粉末的质量比为100:1～6，分散均匀得到混合液A；将混合液A置于低温恒温槽中-30～-20
℃冷冻8-12h后解冻，上述冻融过程重复3次后将混合液A置于液氮中冷冻使甲壳素粉末
充分溶解，获得透明的溶液B；
步骤二、配制异辛烷/司盘80混合液，其中，异辛烷与司盘80的体积质量比为100:1
mL/g；将异辛烷/司盘80混合液在100-1000rpm下搅拌30min后加入步骤一制得的溶液
B得到混合液C，其中，溶液B与异辛烷/司盘80混合液的质量体积比1:2g/mL；将混合
液C置于0℃冰浴中继续搅拌1h后，按照体积质量比...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴洪，韩平平，石家福，姜忠义，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12