双组分有机低分子凝胶的研究进展

双组分有机低分子凝胶的研究已成为纳米化学新兴研究领域的热点之一,形成双组分有机低分子凝胶的有机分子具有多种结构,例如:巴比妥酸衍生物、氨基酸衍生物、糖类衍生物、金属有机化合物、胆固醇类衍生物和树枝状分子等.较系统地综述了目前已知的双组分凝胶及其所涉及的有机低分子凝胶因子的主要结构类型,并展望了双组分有机低分子凝胶的应用前景.

L-苯丙氨酸衍生物与脂肪胺构筑双组分超分子凝胶

设计合成了系列单链L-苯丙氨酸衍生物,该系列衍生物单组分没有胶凝性能.选择脂肪胺作为配对物,与L-苯丙氨酸衍生物组成双组分体系后能够胶凝许多有机溶剂形成凝胶.流变学测试显示该凝胶体系弹性模量(G′)比粘性模量(G′′)约高一个数量级,有着很好的机械性能,并且呈现出典型的类固体的流变学行为.傅里叶变换红外(FT-IR)光谱、核磁共振(NMR)谱、小角X射线衍射(SAXS)和扫描电镜(SEM)结果表明,凝胶中胶凝剂分子形成纤维状或片层状的聚集体,羧基(―COOH)和氨基(―NH2)的酸碱作用、酰胺基团间(―CONH―)的氢键作用以及分子间范德华作用力是形成该凝胶的主要驱动力.凝胶中胶凝剂分子自组装形成具有周期性的层状有序结构,层状结构进一步组装形成纤维状聚集体,最终形成三维网状结构阻碍溶剂流动形成凝胶.

双组分超分子凝胶材料的形成机理及流变性能

本工作合成了三种取代芳香羧酸化合物——DCn(n=14、16、18),测试了DCn与乙二胺(EDA)在溶剂中形成双组分超分子凝胶的能力。测试结果表明,DCn+EDA(1∶1,物质的量比)能将一些极性较大的溶剂(如H2O、DMF、DMSO等)胶凝。利用扫描电镜(SEM)观察了凝胶的微观形貌;红外光谱研究表明,双组分凝胶的形成是由于DCn与EDA反应生成的羧酸盐将溶剂胶凝;X射线衍射分析(XRD)研究表明,DC16+EDA(1∶1)在水中自组装形成的凝胶具有六方堆积结构。本工作还提出了双组分凝胶可能的多级自组装过程。流变学研究表明,DC18+EDA/DMF双组分凝胶对外界应力具有良好的耐受性,并表现出优异的剪切触变性。

海绵负载双组分凝胶剂对染料吸附的研究

含染料的工业废水不断危害着生态系统和人体健康,如何快速有效地从水中去除染料以净化环境成为目前研究的重点。提出了一种快速且高效的方法,首次将双组分凝胶剂负载在三聚氰胺海绵上制备了复合吸附材料。该吸附材料可选择性吸附阳离子染料,其中对罗丹明6G的吸附量高达711.75 mg·g^(-1),且因三聚氰胺海绵具有高孔隙率和高比表面积,MS-AO6S可在6 h内快速完成静态吸附过程,具有优异的吸附性能。此复合材料还可用于染料的动态吸附,对其进一步的实际应用具有重要意义。

双组分颗粒团聚过程中组分混合程度的预测

多组分颗粒凝并是颗粒长大过程的主要物理机制之一。对于双组分凝并,混合程度χ为一重要衡量标准,是预测组分分布的关键参数。针对双组分颗粒团聚的非稳态过程研究混合程度随时间的变化关系,采用颗粒群平衡模拟异权值快速Monte Carlo方法,进行模拟,最终预测出χ与初始条件的关系,得到自由分子区布朗凝并与连续区布朗凝并的指数形式预测公式,并进行验证,从而可以通过合理选择初始参数,优化控制组分分布和实现颗粒定向功能制备。