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研究生: 孫筱芳
Sun, Hsiao-Fang
論文名稱: 蒙脫石插層幾丁聚醣之研究
指導教授: 溫紹炳
Wen, Shaw-Bing
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 資源工程學系
Department of Resources Engineering
論文出版年: 2003
畢業學年度: 91
語文別: 中文
論文頁數: 86
中文關鍵詞: 幾丁聚醣蒙脫石
外文關鍵詞: Montmorillonite, Chitosan
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  • 本論文利用層狀矽酸鹽礦物所具有的陽離子交換特性,以幾丁聚醣中具有之-NH2官能基分子,將之質子化後形成帶正電之-NH3+,進入蒙脫石層間和Na+、Ca+、K+等離子置換後,並插層入層間與帶負電荷之黏土層間結合。本研究以樟原膨土利用濕法提純的方法純化之膨土礦與美國Aldrich Chemical Company , Lnc所購買之蒙脫石作為起始原料,以加熱攪拌、超音波震盪及攪拌磨機濕磨三種製程,來進行幾丁聚醣的插層試驗。探討不同之原理程序促使幾丁聚醣嵌入蒙脫石層間的效果及影響。期望經過處理後之天然黏土資源,其附加價值能夠提升,開拓更為廣泛之應用,例如製成人工皮膚、廢水凝集劑或混入紡紗中製成具有特殊功能之織物等。
    本研究結果顯示,以純化的樟原膨土礦與美國的蒙脫石兩種不同產地之黏土來看,經由超音波震盪之插層效果比加熱攪拌的效果好,層間距最大由12.1Å增為16.2Å左右。樟原膨土純化礦經由超音波震盪後之CEC值由71 meq/100g增加為86 meq/100g;而美產蒙脫石之CEC也由原本的63 meq/100g增加為86 meq/100g。而另一製程為將蒙脫石先利用攪拌磨機濕磨8小時後再進行幾丁聚醣之插層。以X光繞射分析儀分析發現攪磨時間越長,其層間間距就越大,甚至有剝層的現象,且黏土片狀長度變短。再進行幾丁聚醣之插層後發現層間距增為由15.4Å增大為17.3Å。
    由此可知,最好的處理程序為利用攪拌磨機先將蒙脫石進行濕磨,將蒙脫石層狀結構利用外力破壞後再進行幾丁聚醣的插層,可得最大之層間距。

    摘要...................................I 目錄...................................II 表目錄.................................V 圖目錄.................................VI 第1章 緒論............................1 1-1 前言..............................1 1-2 研究目的..........................3 1-3 膨土之產狀及應用..................4 1-4 高分子黏土奈米複合材料............7 1-5 文獻回顧..........................12 第2章 理論背景........................14 2-1 幾丁質與幾丁聚醣之特性............14 2-1-1 幾丁質的特性....................14 2-1-2 幾丁聚醣的特性..................17 2-2 幾丁質與幾丁聚醣之製備............19 2-2-1 幾丁質之製備....................19 2-2-2 幾丁聚醣之製備..................20 2-3 幾丁質與幾丁聚醣之應用............21 2-3-1 幾丁質在藥物傳輸系統之應用......23 2-3-2 幾丁質在生醫材料之應用..........24 2-3-3 幾丁質在食品加工之應用..........24 2-3-4 幾丁質在紡織上及化妝品上之應用..27 2-3-5 農業上之應用....................27 2-3-6 環保方面之應用..................28 2-4 幾丁質與幾丁聚醣產品之產量與市場分析..29 2-4-1 國外市場概況....................29 2-4-2 國內市場概況....................29 2-5 層狀矽酸鹽之結構..................30 2-4 蒙脫石的理論構造及礦物特性........36 2-5 蒙脫石的分離純化..................39 2-6 離子交換理論......................41 2-7 離子交換選擇性....................43 第3章 實驗方法與步驟..................44 3-1 實驗原料及設備....................44 3-1-1 實驗之原料......................44 3-1-2 實驗之試劑.....................44 3-2 實驗流程及方法....................47 3-2-1 樟原黏土之純化..................47 3-2-2 層間離子交換....................47 3-2-3 有機黏土之製備..................48 3-2-4 攪拌磨機之製程..................48 3-3 性質分析..........................53 第4章 結果與討論......................54 4-1 原料粉末性質分析...................54 4-1-2 晶體結構分析....................54 4-1-3 熱性質分析......................56 4-2 有機黏土之製備.....................59 4-2-1 不同製程對插層程度之影響........59 4-2-2 經離子置換後對插層程度之影響....62 4-3 有機黏土之性質分析.................65 4-3-1 有機黏土之熱分析................65 4-3-2 電子顯微鏡分析..................67 4-3-3 插層過程之觀察結果..............70 4-4 攪磨處理對有機黏土製造之影響......71 4-4-1 蒙脫石之攪磨處理................71 4-4-2 蒙脫石攪磨及插層處理............73 4-5 綜合討論.........................78 4-5-1 蒙脫石插層幾丁聚醣之機制........78 4-5-2 過硫酸鉀降解幾丁聚醣之機制......79 4-5-3 幾丁聚醣插層黏土機制............80 第5章 結論與建議......................81 參考文獻...............................83

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    下載圖示 校內:立即公開
    校外:2003-07-28公開
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