A型沸石膜/壳聚糖复合膜的制备研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

1.1生物质辅助材料的合成

利用生物质材料辅助进行材料的合成，即生物激发（bio-inspired）合成材料在许多材料合成研究领域，如生物陶瓷，生物传感器，生物医学工程，生物纳米技术和生物驱动的自组装等都得以应用，所制备的生物无机材料、多尺度结构材料、生物纳米材料、杂化的有机/无机材料、灌注材料和智能材料等，由于具有一些特殊的性质并在现实生活中具有很大用处而受到越来越多的关注。生物激发合成材料的方法主要有：直接向材料的合成液中加入生物质材料、将合成原料在生物质材料中处理后再进行合成或者是将生物质制成特定形状然后用来进行材料的合成，从而使生物质对材料的制备产生影响。

生物激发对材料合成的影响主要集中在以下几个方面。一是生物质材料的应用能调变材料的形貌^[1]。如在四氯化钛水解制备二氧化钛晶体的过程中，加入不基酸来调节所得到的二氧化钛的尺寸，使得二氧化钛晶体的尺寸在3-8nm不等的范围内变化，同时二氧化钛晶体的形貌也发生了从标准的正八面体结构到拉长的正八面体结构再到板状结构的变化，同时还能控制不同晶型二氧化钛在产物中的分布^[2]；在硅酸溶液中加入具有不同长度聚胺基链的硅藻蛋白质，可以将所得到的二氧化硅的形貌在纳米球和网络结构间进行调变^[3]。二是生物质材料的引入能够得到一些具有特殊结构和性质的材料^[4]。如在沸石合成液中加入壳聚糖，可制得中空的naa沸石晶体；在壳聚糖溶液中原位还原氯金酸可以得到稳定性很好的金纳米粒子-壳聚糖纳米复合物凝胶，即使放置两个月此纳米复合凝胶也不会出现团聚现象^[5]；利用荧光标记的聚丙烯胺（一种长链多胺，类型于从硅藻中提取的长链多胺）在柠檬酸根离子协助下，通过催化缩聚硅酸溶液得到了具有荧光性能的单分散硅球^[6]。三是生物质材料的使用能降低材料的合成条件^[7]。如在合成一维zno纳米棒的过程中加入l-半胱氨酸，通过其生物激发作用可将合成温度从70℃降至室温^[8]；在聚-l-酪氨酸薄膜的表面，金纳米粒子的生长在温和的条件下即可完成^[9]。可见，在材料的制备过程中采用生物激发手段，可能合成出与常规合成得到的产品结构与性质不同的材料，并有可能缓和材料原本苛刻的合成条件。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

综上所述，采用生物激发手段制备无机/生物质杂化材料在材料制备方法上拥有条件温和易控制的优势和所得杂化材料能结合无机和生物质两种材料优点的好处。若将此方法应用于沸石/生物质杂化材料的制备，能充分的将沸石优异的刚性、吸附性能、离子交换性能、生物活性和生物质的柔韧性、生物相容性、易成型特性相结合，有望开发出新型的吸附分离材料、特殊结构沸石材料和生物医用材料等。但简单的将沸石与生物质混合成型制备杂化材料的方法显然不利于沸石颗粒在生物质中的充分分散和两种组份之间的紧密结合，需要开发上述在生物质内原位生长沸石颗粒的方法。此方法会加强沸石与生物质间的化学作用，增加两组份间的相容性，减少相间空隙，有望制得高重复性沸石/生物质杂化膜材料。