超分子金属凝胶模板法制备聚合物纳米线的研究

发布时间：2020-05-12 16:33

【摘要】：超分子凝胶是一类低分子量凝胶,是由诸如氢键、π-π堆积这类非共价键自组装形成的,具有一定的刺激响应性。金属离子的加入给予超分子凝胶更优越的性能,配位金属凝胶的研究将在药物输送、传感器、智能材料等方面具有较大应用价值。本文主要内容包括:首次成功设计和合成新配体对苯二甲酸二-(3-吡啶)酯(配体N)、成功合成配体1,3,5-均苯三甲酸三-(3-吡啶)酯(配体L)。运用控制变量法,分别探索出九水合硝酸铁与配体N、配体L形成凝胶的条件。研究结果表明形成凝胶的溶剂只能为四氢呋喃,最低凝胶浓度为2%,金属离子与配体的比例范围较广。利用XRD、红外、流变等测试方法对两种凝胶的组装、形成机理进行表征,利用TEM、SEM分析凝胶微观形貌。随后,以微观形貌为纳米线的九水合硝酸铁与配体N组成的凝胶为模板,利用酰胺基团与Fe~(3+)之间的相互作用,使甲叉双丙烯酰胺(MBA)沉积在模板表面聚合,刻录模板形貌。聚合物凝胶的力学强度明显高于纯凝胶。利用氨水去掉凝胶模板后,成功制备出负载氢氧化铁颗粒的聚合物纳米管,扩大了配位聚合物凝胶的模板合成应用范围。最后,通过多次实验成功制备出由硝酸铟和配体N组装形成的铟系配位聚合物凝胶。并对凝胶的形成条件进行探索,利用一系列测试手段对凝胶的组装进行探讨。同样利用其带状微观形貌,发挥模板作用,成功制备出聚甲叉双丙烯酰胺纳米线/管。
【图文】：

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图 1.1 超分子凝胶形成的示意图[6]Fig. 1.1 Schematic diagram of the formation of supramolecular gels氢键指氢原子与极性基团之间的静电引力，当氢原子遇到带负电的 N、O子，将会吸引附近其他高负电性原子。根据构成氢键的供体和受体原子的构及所处环境，氢键的能量可以高达 40 千卡/摩尔也可低于 1 千卡/摩尔。们比范德华力相互作用更强，而弱于完全共价或离子键。这种类型的键可在无机分子，如水；也可在有机分子中，如 DNA 和蛋白质。在超分子凝胶形成过程中，氢键较为常见。

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图 1.1 超分子凝胶形成的示意图[6]Fig. 1.1 Schematic diagram of the formation of supramolecular ge氢原子与极性基团之间的静电引力，当氢原子遇到带负电吸引附近其他高负电性原子。根据构成氢键的供体和受体环境，氢键的能量可以高达 40 千卡/摩尔也可低于 1 千卡华力相互作用更强，而弱于完全共价或离子键。这种类型子，如水；也可在有机分子中，如 DNA 和蛋白质。在超分中，氢键较为常见。
【学位授予单位】：中国石油大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TB383.1

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