小分子有机胶凝剂和凝胶推进剂的研究进展

系统地介绍了胆固醇类衍生物、金属有机化合物、金属脂肪酸盐类等小分子有机胶凝剂(LMOG)的性质,简要阐述了影响有机胶凝剂胶凝能力的诸多因素。概括了有机凝胶在推进剂、海上凝油、微机械设计、物质分离等方面的应用。在此基础上,提出了未来小分子有机凝剂研究中应该注意的有关问题。

含吡啶基胆固醇类小分子有机胶凝剂的合成及其胶凝行为

合成了6种含吡啶基胆固醇类小分子胶凝剂。胶凝行为和SEM形貌观察研究表明,该类化合物结构的微小差异不仅显著影响自身的胶凝能力,而且对所形成的凝胶结构也有巨大影响。采用FT-IR和1H NMR测试分析表明,氢键作用是此类化合物凝胶形成的重要驱动力。采用XRD分析结果表明,2-位吡啶基的胶凝剂(化合物1)在固态时的堆积方式与其在苯中(凝胶态)的堆积方式类似,也与其对应的质子化形式在苯中(凝胶态)的堆积方式相似,且各聚集体的最小重复单元均为2.58 nm。

含香豆素结构小分子有机胶凝剂的合成及胶凝行为研究

为探索含香豆素结构小分子有机胶凝剂在药剂领域中的应用,采用Williamson反应、酯化反应合成了3个含香豆素结构的胆固醇类小分子胶凝剂,最高收率为83%。探讨了三苯基膦促进Williamson反应的机理。测试胶凝剂在10种溶剂中的胶凝能力,结果显示,3个小分子胶凝剂均有一定的胶凝能力,并且对于小极性溶剂(60~90石油醚、液体石蜡和植物油)表现出良好的胶凝能力,其中胆固醇-[3-(7-氧基香豆素)正丙基]碳酸酯和胆固醇-[3-(4-氧基香豆素)正丙基]碳酸酯的胶凝能力好于胆固醇-[3-(4-甲基-7-氧基香豆素)正丙基]碳酸酯,2 wt%的胆固醇-[3-(7-氧基香豆素)正丙基]碳酸酯和胆固醇-[3-(4-氧基香豆素)正丙基]碳酸酯可以胶凝60~90石油醚、液体石蜡和植物油; 5 wt%的胆固醇-[3-(7-氧基香豆素)正丙基]碳酸酯还可以胶凝乙酸乙酯、DMF、乙醇、丙酮和甲苯; 5 wt%的胆固醇-[3-(4-氧基香豆素)正丙基]碳酸酯还可以胶凝乙酸乙酯、DMF、乙醇和丙酮;向5 wt%的胆固醇-[3-(7-氧基香豆素)正丙基]碳酸酯/液体石蜡体系中加入1%的红霉素能显著缩短胶凝时间。SEM形貌观察研究表明,胶凝剂形成明显的自组装结构,不同浓度的胶凝剂形成的凝胶结构也不相同。为含香豆素结构小分子有机胶凝剂在药剂领域中的应用提供了依据。

含磷小分子有机胶凝剂的合成及其胶凝行为研究

将对苯二酚双磷酸酯与胆固醇、甘氨酸胆固醇酯以及氯甲酸胆固醇酯的乙二胺反应产物反应得到了3种含磷双胆固醇衍生物(分别记作1,2,3),考察了这些化合物对35种常见溶剂的胶凝能力.发现1仅可使CHCl3部分胶凝,3除了可使正戊烷部分胶凝外,还可使正己烷到正癸烷6种烷烃胶凝,结构介于1和3之间的2则既可胶凝醇类溶剂(正戊醇到正癸醇),又可胶凝烷烃类溶剂(正戊烷到正癸烷、环己烷),呈现出对质子性溶剂和非质子性溶剂的双性胶凝能力.结合凝胶形貌的扫描电镜分析结果,可以认为胶凝剂结构上的微小变化会导致其在胶凝能力和聚集体形貌上的巨大差异.利用红外光谱、X射线衍射等手段进一步探讨了胶凝剂分子在凝胶中的堆积方式和彼此之间的相互作用本质.

有机小分子胶凝剂在准固态染料敏化太阳电池中的应用

染料敏化太阳电池(DSC)作为一种新型薄膜太阳电池,因具有价格低廉、高效等特点,受到各界的广泛关注。电解质作为DSC的主要组成部分,对电池效率和稳定性等性能有着重要的影响。本文简述了DSC工作原理及DSC用液态、固态及准固态电解质,从有机溶剂液态电解质和离子液体电解质两个方面,详细评述了有机小分子胶凝剂在准固态染料敏化太阳电池中的研究进展,并对其在准固态染料敏化太阳电池中的应用前景进行了展望。

高相转变温度的离子凝胶电解质基准固态染料敏化太阳电池

染料敏化太阳电池(DSC)以其低价、高效等优势,成为学术界和工业界的研究热点.传统液态电解质由于易挥发、易泄漏等问题,导致基于液态电解质的电池难以保持长期稳定,影响光伏技术的应用.本文合成了N,N'-1,5-戊二基双月桂酰胺,将其作为有机小分子胶凝剂(LMOG)胶凝离子液体电解质(ILE)制备了离子凝胶电解质(IGE)并组装成准固态电池(QS-DSCs).差示扫描量热测试显示该凝胶电解质的相转变温度(Tgel)为104.7°C,具有良好的本征热稳定性.利用循环伏安法、电化学阻抗谱、调制光电压/光电流谱分别研究了液态电池和准固态电池内部电子传输和复合动力学过程.结果表明,凝胶电解质的三维网络结构加速了Ti O2光阳极/电解质界面电子与电解质中I3-的复合过程,使电子寿命降低,导致准固态电池的光电转换效率略低于液态电池.在AM 1.5(100 m W·cm-2)及50°C条件下的加速老化测试结果显示,持续老化1000 h后其光电转换效率(η)无衰减,而液态电池的光电转换效率衰减为初始值的86%,表明准固态电池具有良好的光热稳定性.