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_第1頁(yè)
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1、超分子凝膠微觀結(jié)構(gòu)上具有分散性、熱可逆性、對(duì)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(jì)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(cè)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(shí),通過(guò)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(jì)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(zhǎng)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(guò)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(dòng)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(shí)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(guò)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(guò)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(guò)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(dòng)力來(lái)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(shí)間和n(水合肼)∶n(硝基苯)對(duì)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(duì)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(shí)間3h,n(水合肼)∶n(硝基苯)=2.5下,苯胺收率可達(dá)到100%;對(duì)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(shí)間4h,n(水合肼):n(硝基苯)=2.5時(shí),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(cè)反應(yīng)溫度、催化劑用量、反應(yīng)時(shí)間和n(水合肼)∶n(硝基苯)等因素對(duì)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(duì)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(shí)間12h,n(水合肼)∶n(硝基苯)=2.5下,苯胺收率可達(dá)到100.0%。對(duì)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(shí)間18h,n(水合肼)∶

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