均苯三甲酸、三聚氰胺衍生的小分子凝膠的合成、自組裝及其催化性能研究.pdf

1、超分子凝膠微觀結(jié)構(gòu)上具有分散性、熱可逆性、對溶劑的化學(xué)敏感性、以及聚集體結(jié)構(gòu)的特殊性等特點(diǎn)，使其在新型軟物質(zhì)材料、藥物控制釋放體系、合成納米材料的模板、大分子分離、生物模擬、食品科學(xué)、介孔聚合物材料、液晶、催化、光化學(xué)、電化學(xué)等領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用。本論文設(shè)計合成均苯三甲酸、三聚氰胺衍生的小分子凝膠劑，利用FT-IR、SEM、STM、核磁、流變測試、DSC和SAXS等技術(shù)研究均苯三甲酸衍生物所形成的金屬凝膠和三聚氰胺衍生物構(gòu)筑的雙組分水凝膠

2、的微觀構(gòu)造及形成機(jī)理。同時，通過UV光照射，利用超分子凝膠的模板效應(yīng)制備了含鑲嵌金屬凝膠集聚結(jié)構(gòu)的聚合物薄膜材料，研究其在水合肼還原硝基苯反應(yīng)中的催化活性，具體包括：
　　1、設(shè)計合成系列4-氨基吡啶衍生物的兩親分子1-5。研究發(fā)現(xiàn)，4-氨基吡啶衍生物1-5不能形成凝膠體系，但其能與不同烷基鏈長的二羧酸1'-4'（摩爾比2:1）構(gòu)筑雙組分有機(jī)凝膠。有機(jī)凝膠的微觀形貌為纖維狀或帶狀聚集體，該聚集體通過分子間氫鍵和分子間范德華作用排列

3、自組裝成有序的結(jié)構(gòu)。
　　2、三聚氰胺與Vc都不能形成單組分凝膠體系，但其按一定比例（摩爾比為1:2，2:3）混合可構(gòu)筑雙組分水凝膠。研究表明，三聚氰胺與Vc分子間氫鍵作用、分子間范德華作用力是形成凝膠的主要驅(qū)動力。該研究結(jié)果既可為理解三聚氰胺結(jié)石機(jī)理提供幫助，也有助于理解食物分子的識別與自組裝規(guī)律，具有一定的理論和實(shí)際意義。
　　3、以配體N,N',N''-三(4-吡啶基)均三苯甲酰胺和N,N',N''-三(3-吡啶基)均

4、三苯甲酰胺為基礎(chǔ)，通過金屬離子Fe2+/Fe3+的配位作用構(gòu)筑超分子金屬凝膠。結(jié)果表明，金屬凝膠的微觀形貌為纖維狀或帶狀聚集體。這些聚集體通過配位作用和酰胺N-H與吡啶N之間的分子間氫鍵作用形成二維分子層后，再進(jìn)一步通過分子間的氫鍵作用和π-π堆積作用延伸成纖維并相互纏繞形成三維網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)。該金屬凝膠的主要驅(qū)動力來自相鄰分子間酰胺基團(tuán)的N-H間的氫鍵、酰胺基團(tuán)的N-H和吡啶環(huán)上的N之間的氫鍵、吡啶環(huán)上的N與Fe2+/Fe3+的配位作用、

5、π-π堆積作用。
　　4、將含F(xiàn)e2+/Fe3+的金屬凝膠直接干燥，得到催化劑（Cat.1、Cat.2、Cat.3、Cat.4），研究其在水合肼還原硝基苯反應(yīng)的催化活性?？疾炝薾(配體):n(Fe3+)、反應(yīng)溫度、催化劑用量、反應(yīng)時間和n(水合肼)∶n(硝基苯)對苯胺收率的影響。結(jié)果表明，只有Cat.3和Cat.4能夠?qū)⑾趸竭€原成苯胺，并獲得了水合肼還原硝基苯反應(yīng)的最佳反應(yīng)條件：對于Cat.3，當(dāng)n(配體):n(Fe3+)=1:

6、3，催化劑用量40mg，反應(yīng)溫度在80℃、反應(yīng)時間3h，n(水合肼)∶n(硝基苯)=2.5下，苯胺收率可達(dá)到100％；對于Cat.4，當(dāng)n(配體):n(Fe3+)=1:3，催化劑用量40mg，反應(yīng)溫度在80℃、反應(yīng)時間4h，n(水合肼):n(硝基苯)=2.5時，苯胺收率也可到達(dá)100%。
　　5、以Fe2+/Fe3+金屬凝膠為模板，合成系列含鑲嵌金屬凝膠集聚結(jié)構(gòu)的聚合物薄膜材料（PF.1，PF.2，PF.3，PF4.），并將其用于

7、水合肼還原硝基苯反應(yīng)，考察其催化性能，檢測反應(yīng)溫度、催化劑用量、反應(yīng)時間和n(水合肼)∶n(硝基苯)等因素對還原反應(yīng)的影響。結(jié)果表明，PF.3和PF.4能夠?qū)⑾趸竭€原成苯胺。對于聚合薄膜PF.3，n(配體)∶n(Fe3+)=1:3，反應(yīng)溫度在90℃、反應(yīng)時間12h，n(水合肼)∶n(硝基苯)=2.5下，苯胺收率可達(dá)到100.0%。對于聚合薄膜PF.4，n(配體):n(Fe3+)=1:3，反應(yīng)溫度在90℃、反應(yīng)時間18h，n(水合肼)∶