聚电解质氧化石墨烯中空胶囊的制备及得到的中空胶囊制造技术

本发明专利技术公开了聚电解质氧化石墨烯中空胶囊的制备及得到的中空胶囊，其中，将一定浓度的聚电解质溶液滴入到一定浓度的氧化石墨烯溶液中，在振荡下即可形成中空胶囊；所述方法制备方法简单、成本低、适于规模化生产，同时，所制得的中空胶囊具有层数可控性、良好的抗压强度、药物缓释性能、吸附性能。

Preparation and preparation of polyelectrolyte graphene oxide hollow capsules

The invention discloses the preparation of polyelectrolyte graphene oxide hollow capsule and the hollow capsule obtained. The hollow capsule can be formed by dropping a certain concentration of polyelectrolyte solution into a certain concentration of graphene oxide solution under oscillation. The preparation method is simple, low cost, suitable for large-scale production, and the hollow capsule has controllable layers. It has good compressive strength, sustained release and adsorption properties.

【技术实现步骤摘要】
聚电解质氧化石墨烯中空胶囊的制备及得到的中空胶囊
本专利技术涉及胶囊领域，具体涉及中空胶囊的制备，特别地，涉及聚电解质/氧化石墨烯中空胶囊的制备方法及得到的中空胶囊。
技术介绍
中空胶囊已经广泛应用于食品、药物、化妆品、环境、生物工程和组织工程等工业领域，随着对产品结构和性能指标要求的不断提高，现有技术中，普遍采用的乳液法和模板法制备工艺技术，已经或多或少地遇到了不同问题或技术瓶颈。例如，现有技术中的模板法，其采用的以微粒为模板，利用层层自组装技术在模板微粒上组装聚合物超薄膜，去除模板后，以得到结构和性能可控、易赋予各种独特功能，符合终端产品使用需要的微胶囊。但是，由于模板材质一般为CaCO3、金、硅或其它无机材料，模板制造工艺复杂、成本高，受模板形状、尺寸等因素的制约，无法进行柔性化生产。乳液法的问题和不足主要表现在，一是，由于制备过程要加入大量表面活性剂或其他化学稳定剂，其胶囊产品不可避免地，将或多或少的残留有毒化学成分，存在一定先天性不足。二是，其生产成本相对较高处理工艺复杂。另外，合成过程中，副反应对胶囊性质有明显影响。
技术实现思路
为了克服上述问题，本专利技术人进行了锐意研究，提供一种工艺简单、环保的聚电解质/氧化石墨烯中空胶囊的制备方法，其为一步法，制备成本低且适于规模化生产；同时，所制得的中空胶囊具有层数可控性、良好的抗压强度、药物缓释性能、吸附性能。本专利技术的目的在于提供一种聚电解质/氧化石墨烯中空胶囊的制备方法，具体体现在以下几个方面：(1)一种聚电解质氧化石墨烯中空胶囊的制备方法，其中，所述方法包括以下步骤：步骤1、将聚电解质加入水中，得到溶液A；步骤2、将氧化石墨烯加入水中，得到溶液B；步骤3、将步骤1得到的溶液A逐滴加入溶液B中，然后振荡，得到所述聚电解质/氧化石墨烯中空胶囊。(2)根据上述(1)所述的制备方法，其中，在步骤1中，所述聚电解质为带正电的聚电解质，优选选自壳聚糖、聚烯丙胺盐酸盐或聚甲基丙烯酸-N,N-二甲氨基乙酯，例如壳聚糖。(3)根据上述(1)或(2)所述的制备方法，其中，在步骤1中，所述聚电解质的分子量为2000～10000Da，优选为2000～6000Da。(4)根据上述(1)至(3)之一所述的制备方法，其中，在步骤1中，在所述溶液A中，聚电解质的质量百分比浓度为20～60％，优选40～60％；和/或在步骤2中，在所述溶液B中，氧化石墨烯的质量百分比浓度为0.2～0.8％，优选为0.3～0.6％。(5)根据上述(1)至(4)之一所述的制备方法，其中，在步骤3中，按体积比1:(10～500)将溶液A加入溶液B中，优选1:(10～200)，更优选1:50；和/或所述振荡或搅拌进行1～24h，优选进行2～8h，更优选进行4～6h。本专利技术另一方面提供了一种根据本专利技术第一方面所述方法得到的聚电解质/氧化石墨烯中空胶囊。附图说明图1示出实施例1所制得的壳聚糖/氧化石墨烯胶囊光学照片(主要示出胶囊的宏观形貌)；图2为实施例1所制得的壳聚糖/氧化石墨烯胶囊电子显微镜照片之一(主要示出胶囊的整体横截面)；图3为实施例1所制得的壳聚糖/氧化石墨烯胶囊电子显微镜照片之二(主要示出层与层之间的间隔)；图4为实施例1所制得的壳聚糖/氧化石墨烯胶囊XRD测试图；图5为实施例1所制得的壳聚糖/氧化石墨烯胶囊的吸附试验结果示意图。具体实施方式下面通过实施例和实验例对本专利技术进一步详细说明。通过这些说明，本专利技术的特点和优点将变得更为清楚明确。本专利技术提供一种多糖类聚电解质中空胶囊的制备方法，所述方法包括以下步骤：步骤1、将聚电解质加入水中，得到溶液A；步骤2、将氧化石墨烯加入水中，得到溶液B；步骤3、将步骤1得到的溶液A逐滴加入溶液B中，然后振荡，得到所述聚电解质/氧化石墨烯中空胶囊；其中，所述聚电解质为带正电的聚电解质。其中，利用带正电的聚电解质和氧化石墨烯(分别带有相反的正、负电荷)之间的静电作用，以使二者络合，形成聚电解质络合膜；然后，在渗透压的驱动作用下，聚电解质可自发地穿过络合膜继续向氧化石墨烯方向扩散、再次与氧化石墨烯络合形成新的络合膜。溶液自发地不断重复上述的络合-扩散-再络合的过程，即可控制得到不同囊壁层数的胶囊，。在本专利技术中，得到的中空胶囊具有良好的吸附性能，适于含油剂、有机溶剂或有机染料等化学成分的污水处理。原因在于：(1)聚电解质和氧化石墨烯分别带有正、负电荷，即使二者发生络合反应，分子链上仍有未参与反应的带有电荷的官能团，成为潜在的、可与有机染料反应的结合位点，因此，这些结合位点可与带正或负电荷的离子染料发生静电作用实现吸附，且由于氧化石墨烯还可通过氢键、静电作用及π-π作用，对阳离子染料有很高的吸附量；(2)制备的胶囊之所以对油(泵油、硅油等)、有机溶剂(氯仿、甲苯等)产生吸附，是因为胶囊自身存在的孔起到毛细管的作用，因此通过毛细作用，实现对油或有机溶剂的吸附。根据本专利技术一种优选的实施方式，在步骤1中，所述聚电解质选自壳聚糖、聚烯丙胺盐酸盐或聚甲基丙烯酸-N,N-二甲氨基乙酯。在进一步优选的实施方式，在步骤1中，所述聚电解质为壳聚糖。根据本专利技术一种优选的实施方式，在步骤1中，所述聚电解质的分子量为2000～10000Da。在进一步优选的实施方式中，在步骤1中，所述聚电解质的分子量为2000～6000Da。其中，若聚电解质的的数均分子量小于2000Da时，其与氧化石墨烯发生络合反应时，由于聚电解质与氧化石墨烯之间的结合位点少，缠结不够，不足以支撑成膜尤其是具有一定曲率的膜，最后将形成复合物沉淀颗粒。同时，如果所述聚电解质的数均分子量大于10000Da时，聚电解质与氧化石墨烯发生静电络合反应形成的络合层结构紧密，聚电解质不能穿过，扩散过程受到阻止，最后不能形成中空结构。根据本专利技术一种优选的实施方式，在步骤1中，在所述溶液A中，聚电解质质量百分比浓度为20～60％。在进一步优选的实施方式中，在步骤1中，在所述溶液A中，聚电解质质量百分比浓度为40～50％。其中，专利技术人经过大量实验发现，溶液A中聚电解质的浓度对得到的中空胶囊的层数有重要影响，具体地，增大溶液A中聚电解质的浓度，可以使得中空胶囊从单层变为多层，并随着浓度增大得到的中空胶囊的层数增多，这样，利用本专利技术所述方法可以得到层数可控的中空胶囊。根据本专利技术一种优选的实施方式，在步骤2中，在所述溶液B中，氧化石墨烯的质量百分比浓度为0.2～0.8％。在进一步优选的实施方式中，在步骤2中，在所述溶液B中，氧化石墨烯的质量百分比浓度为0.3～0.6％。其中，控制聚电解质在较高浓度下(40～60％)，而氧化石墨烯在相对低浓度下(0.2～0.8％)，这样，两者由于离子浓度差形成渗透压，在渗透压下低分子量多糖类聚电解质向高分子量聚电解质扩散，然后利用静电作用进行结合，形成膜。根据本专利技术一种优选的实施方式，在步骤3中，按体积比1:(10～500)将溶液A加入溶液B中。在进一步优选的实施方式中，在步骤3中，按体积比1:(10～200)将溶液A加入溶液B中。在更进一步优选的实施方式中，在步骤3中，按体积比1:(10～100)将溶液A加入溶液B中，例如1:50。根据本专利技术一种优选的实施方式，在步骤3中，所述振荡进行1～24h。在进一步优选的实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚电解质氧化石墨烯中空胶囊的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1、将聚电解质加入水中，得到溶液A；步骤2、将氧化石墨烯加入水中，得到溶液B；步骤3、将步骤1得到的溶液A逐滴加入溶液B中，然后振荡，得到所述聚电解质/氧化石墨烯中空胶囊；其中，所述聚电解质为带正电的聚电解质。

【技术特征摘要】
1.一种聚电解质氧化石墨烯中空胶囊的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1、将聚电解质加入水中，得到溶液A；步骤2、将氧化石墨烯加入水中，得到溶液B；步骤3、将步骤1得到的溶液A逐滴加入溶液B中，然后振荡，得到所述聚电解质/氧化石墨烯中空胶囊；其中，所述聚电解质为带正电的聚电解质。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤1中，所述聚电解质选自壳聚糖、聚烯丙胺盐酸盐或聚甲基丙烯酸-N,N-二甲氨基乙酯中，例如壳聚糖。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，在步骤1中，所述聚电解质的分子量为2000～10000Da，优选为2000～6000Da。4.根据权利要求1至3之一所述的制备方法，其特征在于，在步骤1所述溶液A中，聚电解质的质量...

【专利技术属性】
技术研发人员：隋坤艳，潘娜，崔慧琳，谭业强，范汶鑫，马运良，尹进财，
申请(专利权)人：青岛大学，
类型：发明
国别省市：山东,37