English
往期目录
新闻公告
More
化学进展 2009, Vol. 21 Issue (0708): 1507-1514 前一篇   后一篇

• 综述与评论 •

壳聚糖基层状硅酸盐纳米复合材料*

王小英1,2**|杜予民2**|孙润仓1|林鹿1   

  1. (1 华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室  |510640；2.武汉大学资源与环境科学学院 430079)
  • 收稿日期:2008-09-01 修回日期:2008-09-16 出版日期:2009-08-24 发布日期:2009-06-30
  • 通讯作者: 王小英;杜予民 E-mail:xyw@scut.edu.cn;duyumin@whu.edu.cn
  • 基金资助:

    无

下载PDF ( 2450 ) 引用
导出

Chitosan-Based Layered Silicate Nanocomposites

Wang Xiaoying1,2** ; |Du Yumin2** ; |Sun Runcang1 ; |Lin Lu1   

  1. (1 State Key Laboratory of Pulp and Paper Engineering, South China University of Technology, Guangzhou 510640, China|2 College of Resources and Environmental Science, Wuhan University, Wuhan 430079, China)
  • Received:2008-09-01 Revised:2008-09-16 Online:2009-08-24 Published:2009-06-30
  • Contact: Wang Xiaoying; Du Yumin E-mail:xyw@scut.edu.cn;duyumin@whu.edu.cn

壳聚糖基层状硅酸盐纳米复合材料是采用简单的溶液插层法，将壳聚糖及其衍生物插层进入层状硅酸盐的纳米层间而获得的有机无机纳米杂化材料。该材料耦合了壳聚糖及其衍生物和层状硅酸盐的协同优势，为壳聚糖的研发应用开辟了新方向和新途径。本文在对壳聚糖和层状硅酸盐的特性及应用进行简单介绍的基础上，重点综述了壳聚糖基层状硅酸盐纳米复合材料的制备方法、插层机理及应用现状，并提出了目前存在的主要问题。

关键词： 壳聚糖, 层状硅酸盐, 纳米复合材料, 插层

Chitosan-based layered silicate nanocomposites are organic-inorganic hybrid nanocomposites, with chitosan intercalated into the interlayer of layered silicate via simple solution intercalation method. Compared with the ordinary composites, they excel in the structure, form, property and applications. Intercalation of chitosan with layered silicate, identifying the biology characterisation of chitosan by layered silicate, combination the advantages of chitosan with layered silicates, and constructing novel chitosan nanocomposite from molecular level, opened up the new development directions for chitosan. This paper introduced the properties and applications of chitosan and layered silicate, summarized the intercalation method, mechanism and application of chitosan-based layered silicate nanocomposites. Their existing problems are also mentioned.

Contents
1 Introduction
2 Properties and applications of chitosan and layered silicate
2.1 Chitosan
2.2 Layered silicate
3 Preparation method of chitosan-based layered silicate nanocomposite
4 Intercalation mechanism of chitosan-based layered silicate nanocomposite
5 Applications of chitosan-based layered silicate nanocomposites
5.1 Detection action
5.2 Adsorption effect
5.3 Antimicrobial activity
5.4 Application in food package
5.5 Application in biomaterial
6 Main problems
7 Prospects

Key words: chitosan, layered silicate, nanocomposites, intercalation

中图分类号: 

()

[ 1 ] 　Kurita K, Sannan T, Iwakura Y. Macromol . Chem. Phys. , 1977 ,178 (9) : 2595 —2602
[ 2 ] 　Pankaj R R , Lawrence HB. Carbohyd. Res. , 1999 , (321) : 235 —245
[ 3 ] 　Stevenson J R , Hettick B P. J . Exp. Zool . , 1980 , 214 (1) : 37 —48
[ 4 ] 　杜予民(Du Y M) . 武汉大学学报( 自然科学版) (Journal of Wuhan University (Nature Science Edition) ) , 2000 , 46 (2) : 181 —186
[ 5 ] 　No H K, Meyers S P , Prinyawiwatkul W, et al . J . Food Sci . ,2008 , 72 : R87 —R100
[ 6 ] 　Schmidt D , Shah D , Giannelis E P. Curr. Opin. Solid State Mater.Sci . , 2002 , 6 : 205 —212
[ 7 ] 　Peter M G. J . M. S. Pure Appl . Chem. A , 1995 , 32 (4) : 629 —640
[ 8 ] 　Zhu A P , Pan YN , Liao T Q , et al . J . Biomed. Mater. Res. B ,2008 , 85 : 489 —495
[ 9 ] 　Sui W P , Wang Y H , Dong S , et al . Colloid. Surface. A , 2008 ,316 : 171 —175
[10 ] 　Munro N H , Hanton L R , Robinson B H , et al . React . Funct .Polym. , 2008 , 68 : 671 —678
[11 ] 　程东(Cheng D) , 韩晓英(Han X Y) , 冯宁(Feng N) 等. 现代预防医学(Modern Preventive Medicine) , 2005 , 32 : 890 —892
[12 ] 　Radi H , Mansoor A. J . Control . Release , 2003 , 89 : 151 —155
[13 ] 　Shahidi F , Arachchi J K V , Jeon Y J . Trends Food Sci . Tech. ,1999 , 10 (2) : 37 —51
[14 ] 　Liu H , Du YM, Wang X H , et al . Int . J . Food Microbiol . , 2004 ,95 : 147 —155
[15 ] 　Rabea E I , Badawy M E T, Stevens C V , et al . Biomacromolecules ,2003 , 4 : 1457 —1465
[16 ] 　Hu Y, Du Y M, Yang J H , et al . Polymer , 2007 , 48 : 3098 —3106
[17 ] 　Hu Y, Du Y M, Yang J H , et al . Carbohyd. Polym. , 2007 , 67 :66 —72
[18 ] 　Kim C H , Choi K S. J . Ind. Eng. Chem. , 2002 , 8 : 71 —76
[19 ] 　Sadeghi A MM, Dorkoosh F A , Avadi M R , et al . Int . J . Pharm. ,2008 , 355 : 299 —306
[20 ] 　Dobrovolskaia M A , McNeil S E. Nat . Nanotechnol . , 2007 , 2 :469 —478
[21 ] 　Medina C , Santos-Martinez M J , Radomski A , et al . Brit . J .Pharmacol . , 2007 , 150 : 552 —558
[22 ] 　Mussatto S I , Mancilha I M. Carbohyd. Polym. , 2008 , 68 : 587 —597
[23 ] 　王爱勤(Wang A Q) . 甲壳素化学(Chitin Chemistry) . 北京: 科学出版社(Beijing : Science Press) , 2008
[24 ] 　蒋挺大(Jiang TD) . 壳聚糖(Chitosan) . 北京: 化学工业出版社(Beijing : Chemical Industry Press) , 2001
[25 ] 　Herrera P , Burghardt R C , Phillips T D. Vet . Microbiol . , 2000 ,74 : 259 —272
[26 ] 　Aguzzi C , Cerezo P , Viseras C , Caramella C. Appl . Clay Sci . ,2007 , 36 : 22 —36
[27 ] 　Viseras M T, Aguzzi C , Cerezo P , et al . Micropor. Mesopor. Mat . ,2008 , 108 : 112 —116
[28 ] 　Tateo F , Summa V. Appl . Clay Sci . , 2007 , 36 : 64 —76
[29 ] 　Takahashi T, Yamada Y, Kataoka K, et al . J . Control . Release ,2005 , 107 : 408 —416
[30 ] 　Dong Y C , Feng S S. Biomaterials , 2005 , 26 : 6068 —6076
[31 ] 　Lopez2Galindo A , Viseras C , Cerezo P. Appl . Clay Sci . , 2007 ,36 : 51 —63
[32 ] 　Enescu D , Olteanu C E. Chem. Eng. Commun. , 2008 , 195 :1269 —1291
[33 ] 　漆宗能(Qi Z N) , 尚文宇(Shang W Y) . 聚合物P层状硅酸盐纳米复合材料理论与实践( Theory and Practise of Polymer/Layered Silicate Nanocomposite ) . 北京: 化学工业出版社( Beijing: Chemical Industry Press) , 2002
[34 ] 　Darder MColilla M, Ruiz2Hitzky E. Chem. Mater. , 2003 , 15 (20) :3774 —3780
[35 ] 　Darder M, Colilla M, Ruiz-Hitzky E. Appl . Clay Sci . , 2005 , 28 :199 —208
[36 ] 　Darder M, Lopez-Blanco M, Aranda P , et al . Chem. Mater. ,2006 , 18 : 1602 —1610
[37 ] 　Fan Q , Shan D , Xue H G, et al . Biosens. Bioelectron. , 2007 , 22 :816 —821
[38 ] 　Wang L , Wang A Q. J . Chem. Technol . Biot . , 2007 , 82 : 711 —720
[39 ] 　Wang L , Wang A Q. J . Hazard. Mater. , 2007 , 147 : 979 —985
[40 ] 　Wang L , Zhang J P , Wang A Q. Colloid. Surface. A , 2008 , 322 :47 —53
[41 ] 　Tan W, Zhang Y H , Szeto Y S , et al . Adv. Compos. Mater. ,2007 , 334P335 : 825 —828
[42 ] 　Assaad E , Azzouz A , Nistor D , et al . Appl . Clay Sci . , 2007 , 37 :258 —274
[43 ] 　钟伟华(Zhong W H) . 华南师范大学硕士论文(Master Dissertation of South China Normal University) , 2007
[44 ] 　王琼生(Wang Q S) , 万清黎(Wan Q L) . 福建师范大学学报(自然科学版) (Journal of Fujian Normal University (Natural Science Edition) ) , 2006 , 22 : 64 —67
[45 ] 　Qiu H , Yu J , Zhu J . Polym. Compos. , 2005 , 13 (2) : 167 —172
[46 ] 　郑根稳(Zheng GW) , 杜予民(Du YM) , 文胜(Wen S) , 彭西甜(Peng X T) . 武汉大学学报( 理学版) (Journal of Wuhan University (Nature Science Edition) ) , 2007 , 6 : 682 —686
[47 ] 　Yao Zong Y, Shi RongL , DelvauxM. Digest . Liver Dis. , 2004 , 36(12) : 824 —828
[48 ] 　Guo T, Ma Y L , Guo P , et al . Vet . Microbiol . , 2005 , 105 (2) :113 —122
[49 ] 　Lemke S L , Grant P G, Phillips T D. J . Agric. Food Chem. ,1998 , 46 : 3789 —3796
[50 ] 　RhimJ W, Hong S I , Park H M, et al . J . Agric. Food Chem. ,2006 , 54 : 5814 —5822
[51 ] 　孟娜(Meng N) , 周宁琳(Zhou N L) , 刘颖(Liu Y) 等. 功能材料(Functional Materials) , 2007 , 38 : 958 —960
[52 ] 　Wang X Y, Du Y M, Yang J H , et al . J . Biomed. Mater. Res. A ,2008 , 84 : 384 —390
[53 ] 　Wang X Y, Du Y M, Yang J H , et al . Polymer , 2006 , 47 : 6738 —6744
[54 ] 　Wang X Y, Du Y M, Yang J H , et al . Carbohyd. Polym. , 2009 ,77 (3) : 449 —456
[55 ] 　RhimJ W. Food Sci . Biotec. , 2006 , 15 : 925 —930
[56 ] 　Xu Y, Ren X, Hanna MA. J . Appl . Polym. Sci . , 2006. 99 (4) :1684 —1691
[57 ] 　Park J S , Rhim J W, Na J S , Nam S Y. Eco-Materials Processing and Design Ⅷ, 2007 , 805 —808
[58 ] 　Wang X Y, Du Y M, Luo J W, et al . Carbohyd. Polym. , 2007 ,69 : 41 —49
[59 ] 　Coutinho D F , Pashkuleva I H , Alves C M, et al .Biomacromolecules , 2008 , 9 : 1139 —1145
[60 ] 　Yang T L , Young T H. Biomaterials , 2008 , 29 : 2501 —2508
[61 ] 　Sorrentino A , Gorrasi G, Vittoria V. Trends Food Sci . Tech. ,2007 , 18 : 84 —95
[62 ] 　Liu K H , Liu T Y, Chen S Y, Liu D M. Acta Biomater. , 2008 , 4 :1038 —1045
[63 ] 　Zhao X J , Mai Z B , Kang X H , et al . Electrochim. Acta , 2008 ,53 : 4732 —4739
[64 ] 　Zhao X J , Mai Z B , Kang X H , et al . Biosens. Bioelectron. , 2008 ,23 : 1032 —1038
[65 ] 　Zhuang H , Zheng J P , Gao H , et al . J . Mater. Sci . Mater. Med. ,2007 , 18 : 951 —957
[66 ] 　Zheng J P , Wang C Z, Wang X X, et al . React . Funct . Polym. ,2007 , 67 : 780 —788
[67 ] 　Ma J H , Xu YJ , Zhang Q S , et al . Colloid Polym. Sci . , 2007 ,285 : 479 —484
[68 ] 　Wang X Y, Du Y M, Luo J W. Nanotechnology , 2008 , 19 : art .no. 065707
[69 ] 　Wang X Y, Pei X F , Du YM, et al . Nanotechnology , 2008 , 19 :art . no. 375102
[70 ] 　Lin K F , Hsu C Y, Huang T S , et al . J . Appl . Polym. Sci . ,2005 , 98 (5) : 2042 —2047
[71 ] 　Katti KS , Katti D R , Dash R. Biomed. Mater. , 2008 , 3 : art . no.034122
[72 ] 　Wang L , Zhang J P , Wang A Q. Colloid. Surface. A , 2008 , 322 :47 —53
[1] 王琦桐, 丁嘉乐, 赵丹莹, 张云鹤, 姜振华. 储能薄膜电容器介电高分子材料[J]. 化学进展, 2023, 35(1): 168-176.
[2] 王金岭, 温玉真, 汪华林, 刘洪来, 杨雪晶. FeOCl层状材料及其插层化合物:结构、性质与应用[J]. 化学进展, 2021, 33(2): 263-280.
[3] 冯业娜, 刘书河, 张书博, 薛彤, 庄鸿麟, 冯岸超. 基于聚合诱导自组装制备二氧化硅/聚合物纳米复合材料[J]. 化学进展, 2021, 33(11): 1953-1963.
[4] 施剑林, 华子乐. 无机纳米与多孔材料合成中的凝聚态化学[J]. 化学进展, 2020, 32(8): 1060-1075.
[5] 闻静, 李禹红, 王莉, 陈秀楠, 曹旗, 何乃普. 基于壳聚糖二氧化碳智能材料[J]. 化学进展, 2020, 32(4): 417-422.
[6] 黄晚秋, 高苗苗, 窦红静. 聚吡咯及其纳米复合材料在光热治疗领域的应用[J]. 化学进展, 2020, 32(4): 371-380.
[7] 贾潞, 马建中, 高党鸽, 吕斌. 层状双氢氧化物/聚合物纳米复合材料[J]. 化学进展, 2018, 30(2/3): 295-303.
[8] 茹静, 耿璧垚, 童聪聪, 王海英, 吴胜春, 刘宏治. 纳米纤维素基吸附材料[J]. 化学进展, 2017, 29(10): 1228-1251.
[9] 高党鸽, 梁志扬, 吕斌, 马建中. 细乳液聚合法制备有机/无机纳米复合材料[J]. 化学进展, 2016, 28(7): 1076-1083.
[10] 高鹏, 高彬彬, 高建强, 张锴, 杨勇平, 陈鸿伟. 壳聚糖及其复合物对水中汞离子的脱除[J]. 化学进展, 2016, 28(12): 1834-1846.
[11] 张勇杰, 李化毅, 董金勇, 胡友良. 聚烯烃共价键接枝纳米材料及其聚烯烃纳米复合材料[J]. 化学进展, 2015, 27(1): 47-58.
[12] 王奕寒, 脇坂港. 纳米纤维制备工艺进展及其对壳聚糖的适用性分析[J]. 化学进展, 2014, 26(11): 1821-1831.
[13] 周素坤, 毛健贞, 许凤. 微纤化纤维素的制备及应用[J]. 化学进展, 2014, 26(10): 1752-1762.
[14] 仇实, 郑景伟, 杨贵堂, 郑经堂, 吴明铂, 吴文婷. 三维有序大孔炭的设计构筑、性能及应用研究[J]. 化学进展, 2014, 26(05): 772-783.
[15] 张力, 吴俊涛, 江雷. 石墨烯及其聚合物纳米复合材料[J]. 化学进展, 2014, 26(04): 560-571.