光响应多酸基有机—无机超分子水凝胶的构筑与性能研究

发布时间：2021-06-05 05:36

　　多酸（POMs）具有丰富的组成结构与独特的物理化学性质,在催化、材料、能源、医药等领域有广泛应用。将多酸这一无机组分引入至水凝胶中,能提升水凝胶的机械性能和响应性能,拓宽多酸的应用范围。目前报道过的多酸基水凝胶大多数以静电相互作用简单的将多酸封装在水凝胶中,这导致其结构组织不均一,机械性能不好。因此,通过共价修饰的方式将多酸引入至水凝胶中,可以更好地将多酸分散在水凝胶基质中,精确控制各组分间的相互作用,提升水凝胶结构的均一性和长期稳定性。本论文将环糊精共价修饰至Mn-Anderson型多酸两侧,通过与偶氮苯主客体相互作用再与丙烯酰胺共聚构筑了光响应型多酸基超分子水凝胶,为多酸与水凝胶智能材料领域的结合提供了一种新的思路。论文具体研究内容如下:（1）将合成的多酸-环糊精（POM-CD）与溶水性可聚合偶氮苯单体Azo-PEG-Acryl组装,再与丙烯酰胺（AAm）共聚得到了多酸基水凝胶。通过调节水凝胶中POM-CD的含量,系统研究了 POM对水凝胶的拉伸性能和溶胀性能的影响。研究表明,多酸水凝胶的断裂应变和断裂应力,相比环糊精-偶氮苯水凝胶和偶氮苯水凝胶,都得到了较大提升,并且其溶胀性能也... 

【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：93 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－１经典的六种多酸结构??

新的思路［１９］。２０１９年，Ｋｈａｓｈａｂ等人［２Ｑ］??将ＰＯＭ与ＣＤ作为分子构建基块通过自组装构筑了?Ｐ〇Ｍ－ＣＤ－ＭＯＦｓ金属有机框??架，凭借其独特的“非晶化和粉碎”过程，该框架具有增强的Ｌｉ储存性能。??（２）共价修饰??Ｋｅｇｇｉｎ／Ｄａｗｓｏｎ?Ｌａｃｕｎａｒｙ?ＲＯＭｓ?Ｐ０Ｍ＿０ｒｇａｆｌｉｃ?Ｈｙｂｒｉｄｓ??．气广，?Ｒ?Ｒ?Ｒ?Ｃ，??（二ｌ?＾?—Ｉ感柱涂‘??＾??ｊ免臀?ｗ，＿购曜??＿龜—赢感??Ａｎｄｅｒｓｏｎ?＇?ｔｈｓ??图１－２多酸的有机基团共价修饰示意图??Ｆｉｇ．?１－２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ＰＯＭ－ｂａｓｅｄ?ｃｏｖａｌｅｎｔ?ｏｒｇａｎｉｃ?ｇｒａｆｉｎｇ??由于可用的有机－无机ＰＯＭ杂化物的数量的有限，与静电方法相比，多酸的??共价修饰一直是多酸修饰领域的热点和难点。对多酸进行共价修饰能精确控制不??同组件之间的相互作用，增强协同效应，同时也可以便于精确设计功能器件，更??好的将ＰＯＭ分散至基质中，改善组件的长期稳定性［１Ｑ］。??多酸团簇是由金属阳离子与氧代配体组成的，可以通过其表面的缺陷与有机??基团反应得到有机－无机杂化材料。Ｋｅｇｇｉｎ以及Ｄａｗｓｏｎ型有孔多酸可通过与有??机锡，有机硅，有机锗等反应，生成稳定的有机基团共价修饰的多酸衍生物［２Ｎ２２］。??Ｌｉｎｄｑｖｉｓｔ体系共价修饰经魏永革课题组改进后，使用ＤＣＣ脱水的方法得到有机??３??

ｐ〇ｌｙ（ｌ－ａｃｒｙｌａｎｍｉｄｏ－２－ｍｅｔｈｙｌｐｒｏｐａｎｅ?ｓｕｌｆｏｎｉｃ?ａｃｉｄ）?（ＰＡＭＰＳ），第二层??网络是长链网络，软而韧，如ｐｏｌｙａｃｒｙｌａｍｉｄｅ?（ＰＡＡＭ），相比较单网络而言，双??网络具备更高的断裂强度及断裂长度［７３］。??Ｍｅｃｈａｉ＾ｃａｌ?ｔｒａｉｎｉｎｇ?ｏｆ?ａ?ｄｏｔ＾＞ｌｅ－ｎｅｌｗｏｒｋ?ｇｅｌ??瑟爾］??癱?鱖ＭｃｗＴｏｍｅｒ?ｓ?馨?擧??癱?參??＾?七－■？?修?ｗＲ．?？?；??丨?一：??图１－７?—种可以进行机械锻炼的双网络水凝胶??Ｆｉｇ．?１－７?Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ?ｔｒａｉｎｉｎｇ?ｏｆ?ａ?ｄｏｕｂｌｅ－ｎｅｔｗｏｒｋ?ｇｅｌ??双网络水凝胶由２００３年龚剑萍教授［％首次报道，表现出良好的机械性能，??受到了广泛关注。该课题组最近还报道了一种模仿骨骼肌肉生长的双网络水凝胶??［７５］。如图１－７所示水凝胶被施加拉伸力时会使其一些刚性和脆性聚合物链断裂，??１０??

【参考文献】：
硕士论文
[1]多酸基超分子水凝胶的构筑与性能研究[D]. 张洁.北京化工大学 2019



本文编号：3211543