CN116463004A - 一种适用于海水环境微胶囊型防污剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种适用于海水环境微胶囊型防污剂的制备方法，该方法是指：将空心二氧化硅球作为模板均匀分散在pH＝8.5的三羟甲基氨基甲烷缓冲溶液中，加入多巴胺，搅拌，反应结束后，离心洗涤，得到SiO2@PDA微胶囊；再将SiO2@PDA微胶囊放入狼毒的乙醇溶液中搅拌24h，离心洗涤，即可获得Sc@SiO2@PDA微胶囊。本发明简单、易行，所制备的Sc@SiO2@PDA微胶囊在海水环境中具有较大的释放量，且防污剂的释放时间有效延长，可望应用于海洋机械设备等领域。
Description
技术领域
本发明涉及海洋防污技术领域，尤其涉及适用于海水环境微胶囊型防污剂的制备方法。
背景技术
海洋环境与人类活动息息相关。海洋生物污损问题一直困扰着人类对海洋的开发与应用。它一方面增加船体自重和摩擦阻力，增加燃料消耗；另一方面加速船体腐蚀，缩短船体使用寿命，堵塞海洋设施。海洋污损生物会伴随船舶迁入其他海域，对当地海洋生态平衡也造成影响。因此有效解决水下航行体的生物附着将对我国维护海洋权益、发展海洋战略意义重大而深远。
海洋发达国家开发了多种防污涂料，如接触型防污材料、自抛光型防污材料等。近些年从有毒(含锡、铜等)到无毒环保，海洋防污材料正面临更新换代，发展环境友好型、高效防污剂迫在眉睫。
含天然生物防污剂的防污涂料是最近研究的重点，也是一种经济有效的方法。例如从桉树、辣椒碱的天然生物，或从海洋植物、海洋动物(主要是海洋无脊椎动物)和海洋微生物中提取具有防污活性的天然产物。目前发现的天然产物主要有：萜类、含氮化合物、酚类、甾族、其他化合物。这些活性物质对某一种或几种污损海生物的防污性能有的与硫酸铜相同，有的甚至效果与毒性较强的有机锡相似，有望代替传统防污剂，因此发展天然防污剂前景广阔。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种简单易行的适用于海水环境微胶囊型防污剂的制备方法。
为解决上述问题，本发明所述的适用于海水环境微胶囊型防污剂的制备方法，其特征在于：采用溶胶凝胶法制备直径为200nm的空心二氧化硅球(SiO2)，将空心二氧化硅球作为模板均匀分散在三羟甲基氨基甲烷缓冲溶液(Tris)中，加入多巴胺(DA)，搅拌，反应结束后，离心洗涤，得到SiO2@PDA微胶囊；将SiO2@PDA微胶囊放入狼毒(Sc)的乙醇溶液中搅拌24h，离心洗涤，即可实现天然防污剂狼毒的担载(Sc@SiO2@PDA微胶囊)。
所述反应温度为室温。
所述反应时间为24h。
所述三羟甲基氨基甲烷缓冲溶液的pH为8.5。
所述离心条件的条件是指蒸馏水和乙醇。
所述DA的浓度是0.5mg/mL。
所述Sc浓度是10mg/mL。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明采用自聚合的方法直接在空心SiO2表面制备聚多巴胺，获得具有可控释放行为的微胶囊，克服了防污剂释放过快的问题，并且在弱碱性条件下具有更大的释放量。
【缓释行为测试方法】
选用LS55荧光分光光度计(德国Perkin-Elmer)对Sc@SiO2@PDA微胶囊的缓释行为进行评价。荧光最大激发波长λex为405nm，Sc@SiO2@PDA微胶囊为0.25g，溶液200mL(乙醇和蒸馏水体积比为3:7)，测试环境分别为pH＝7和pH＝8.3。分别在5h、8h、11h、24h、36h、72h和96h取样，吸收强度由电脑自行记录，并通过Sc标准曲线计算Sc释放浓度，绘制时间与累计释放量的关系曲线，测试结果为在pH＝8.3条件下，Sc@SiO2@PDA微胶囊具有较大释放量，并能够缓慢释放。
2、本发明得到的Sc@SiO2@PDA微胶囊具有缓慢释放行为，能够有效延长防污剂的释放时间和作用时间。
3、本发明得到的Sc@SiO2@PDA微胶囊在海水环境下具有较大的释放量，对于海洋防污涂层的制备提供了新方法。
4、本发明得到的Sc@SiO2@PDA微胶囊尺寸均匀，分散性良好。
5、本发明简单、易行，Sc@SiO2@PDA微胶囊在水环境中制备，有望应用于轮船、潜水艇等水下设备海洋防污防腐涂层的制备。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1为本发明SiO2空心球和SiO2@PDA微胶囊的SEM图片。
图2为本发明SiO2空心球和SiO2@PDA微胶囊的TEM图片。
图3为本发明Sc@SiO2@PDA微胶囊的缓释数据图。
具体实施方式
实施例1适用于海水环境微胶囊型防污剂的制备方法，该方法是指：采用溶胶凝胶法制备直径为200nm的空心二氧化硅球(SiO2)，将空心二氧化硅球作为模板均匀分散在pH＝8.5的三羟甲基氨基甲烷缓冲溶液(Tris)中，加入12.5mg多巴胺(DA)，室温搅拌24h，反应结束后，先后用乙醇和蒸馏水进行离心洗涤，得到SiO2@PDA微胶囊；将SiO2@PDA微胶囊放入狼毒(Sc)的乙醇溶液中搅拌24h，用乙醇进行离心洗涤，可获得Sc@SiO2@PDA微胶囊。
所制备的Sc@SiO2@PDA微胶囊缓释实验结果表明：当pH＝7.0，约有20.1％w/w(以百分比计算，释放的Sc除以Sc的总负载量，w/w)的Sc释放到介质中。当pH＝8.3，释放时间为96h时，Sc@SiO2@PDA的累积释放量达到52％。这可能是由于聚多巴胺在弱碱性条件下的去质子化作用。在高pH值时，聚多巴胺的氨基会去质子化带负电荷，从而增加Sc和聚多巴胺之间的排斥力，因此Sc的释放速率加快，释放量也有所增加。由此可知，Sc的释放速率和释放量随着pH值的增加而增加。因为海水也为弱碱性(pH＝8.2-8.4)，可将该胶囊可作为涂层添加剂应用于制备船舶、水下管道等表面的可持续高效释放防污剂涂层。
Claims (2)
1.一种适用于海水环境微胶囊型防污剂的制备方法，其特征在于：采用溶胶凝胶法制备直径为200nm的空心二氧化硅球(SiO2)，将空心二氧化硅球作为模板均匀分散在三羟甲基氨基甲烷缓冲溶液(Tris)中，加入多巴胺(DA)，搅拌，反应结束后，离心洗涤，得到SiO2@PDA微胶囊；将SiO2@PDA微胶囊放入狼毒(Sc)的乙醇溶液中搅拌24h，离心洗涤，即可实现天然防污剂狼毒的担载(Sc@SiO2@PDA微胶囊)；所述制备SiO2@PDA微胶囊的条件是指DA浓度为0.5mg/mL、Sc浓度为10mg/mL。
2.如权利要求1所述的一种适用于海水环境微胶囊型防污剂的制备方法，其特征在于：Sc@SiO2@PDA微胶囊具有缓慢释放行为，释放条件为pH＝7-8.3。
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