[发明专利]一种有机改性纳米二氧化硅与皮革表面吸附作用的表征方法

说明书

本发明公开一种有机改性纳米二氧化硅纳米与皮革表面吸附作用的表征方法，包括以下步骤：将有机改性纳米二氧化硅通过无交联剂吸附到皮革表面；采用热重分析法测定皮革表面对有机改性纳米二氧化硅的吸附量；结合Langmuir等温吸附模型、Freundlich等温吸附模型、Dubinin‑Radushkevich等温吸附模型及Van’t Hoff方程，对有机改性纳米二氧化硅与皮革表面吸附作用进行拟合和计算；根据拟合参数及计算得到的热力学参数，从而获得有机改性纳米二氧化硅与皮革表面吸附作用强弱及其吸附类型。本方法实现了有机改性纳米二氧化硅与皮革表面吸附作用强弱的表征，为研究有机改性纳米二氧化硅与皮革表面相互作用提供新的手段。

技术领域

本发明属于纳米材料与基材表面相互作用领域，涉及一种有机改性纳米二氧化硅与皮革表面吸附作用的表征方法，具体来说是一种基于等温吸附模型法研究有机改性纳米二氧化硅纳米与皮革表面吸附作用的方法。

背景技术

纳米二氧化硅其粒径小、比表面积大、生物相容性好，具有纳米材料的表面界面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应等优点，被广泛应用于催化、生物成像、药物及基因负载领域。但是，由于纳米二氧化硅表面含大量活性羟基，使其具有较高的表面能和较强的亲水性，所以在使用过程中极易形成附聚体或二次聚集，导致其在材料中的分散性较差，达不到理想的应用效果，进而影响材料的结构与性能。因此，为了提高二氧化硅纳米微粒于聚合物基体材料的结合力，需要对纳米二氧化硅微粒表面进行改性，以改善其本身稳定性，制备能在各种溶剂和基体材料中分散良好的纳米微粒。采用“溶胶-凝胶”法制备有机改性纳米二氧化硅，方法较为简单，避免了复杂的聚合反应过程，且通过对二氧化硅表面的有机改性，增加了纳米二氧化硅与多种疏水性聚合物基体的相容性，提高了活性物质的化学和物理稳定性。

到目前为止，有机改性二氧化硅在制革工业中已有较为成熟的应用。在皮革中引入纳米粒子，可赋予皮革制品特殊的强度、韧性和其他功能特性。纳米二氧化硅作为一种无毒、无味、无污染的无机非金属材料，很容易与蛋白质分子链的活性基团结合，从而赋予皮革特殊的物理、化学性能。用改性纳米二氧化硅制得纳米复合鞣制剂对皮革进行处理，显著提高了成革的湿、热稳定性，使成品革，手感丰满厚实，粒面光滑细致，柔软性、物理机械性能也有显著的提高，这可能是由于在吸附过程中，有机改性纳米二氧化硅表面活性基团可与蛋白质侧基的-C＝N-基团发生键合反应,同时，前驱体在水解产生纳米二氧化硅过程中,产生的中间体Si-OH和蛋白质分子的羟侧基-OH间,也可发生缩合反应，使得有机改性纳米二氧化硅在某种相互作用下较牢固地吸附在皮革表面。

目前有机改性纳米二氧化硅与皮革表面吸附作用的表征手段主要有傅里叶红外光谱法。傅里叶红外光谱法主要是通过测定吸附有机改性纳米二氧化硅皮革表面的红外光谱，通过比较吸收峰的峰形及特征吸收峰的相对位移来判断吸附作用的强弱及吸附类型，测试方法影响因素较多且只能判断出二者之间存在相互作用。虽然这种方法在一定程度上有机改性纳米二氧化硅与皮革表面相互作用，但仍需探索新的表征技术实现组份之间界面吸附作用力直接的、定量的表征，获得有机改性纳米二氧化硅与皮革之间界面吸附作用力学特性，从而为制备功能性更加优良的成品革提供参考。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于等温吸附模型法研究有机改性纳米二氧化硅纳米与皮革表面吸附作用的表征方法，所述的这种方法主要解决纳米粒子与基材表面吸附作用研究空缺的问题。

为了达到上述目的，本发明提供了一种有机改性纳米二氧化硅纳米与皮革表面吸附作用的表征方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将皮革进行净面处理，去除灰尘和污物，晾干，使皮革表面保持洁净；

2)配制浓度为200～1800mg/L有机改性纳米二氧化硅分散液；

3)将进行过净面处理的皮革在25～75℃下，浸泡在不同浓度有机改性二氧化硅分散液中进行无交联吸附，在转速200r/min时浸泡1h后，将吸附纳米粒子皮革取出在自然通风处晾干；