超分子凝膠體系內(nèi)小分子的傳質(zhì)與擴(kuò)散研究.pdf

1、由小分子凝膠因子通過分子間氫鍵、π-π堆砌及其它非共價鍵作用自組裝而形成的超分子有機(jī)凝膠受到了人們廣泛的關(guān)注。作為一種主體材料，有機(jī)凝膠可以包裹各種客體分子。研究這些客體分子在有機(jī)凝膠體系中的傳質(zhì)行為，不僅在主客體分子化學(xué)，而且在諸如凝膠電解質(zhì)、藥物控制釋放等應(yīng)用領(lǐng)域，都是一項有重要意義的工作。 本文用4，4′- 二（硬脂酰胺基）二苯甲烷（BSAPM）在有機(jī)溶劑中形成的超分子有機(jī)凝膠為主體材料，在研究客體分子對凝膠性能影響的同時

2、，用不同的方法研究了一些客體分子的擴(kuò)散釋放行為和機(jī)理。以小分子凝膠因子為凝膠劑制備了一種新型微乳凝膠，研究了水楊酸鈉在這種微乳凝膠中的釋放行為。另外還考察了受限于多壁碳納米管內(nèi)納米空間內(nèi)一種二脲型凝膠因子的聚集組裝行為。 本論文包括以下主要內(nèi)容： 1）采用BSAPM為凝膠因子制備了含有小分子水楊酸和若丹明B的1,1,2-三氯乙烷（TCE）超分子有機(jī)凝膠。TEM表征了有機(jī)凝膠的微觀結(jié)構(gòu)，用落球法考察了水楊酸和若丹明B對超分

3、子有機(jī)凝膠的相轉(zhuǎn)變溫度（TGS）影響。用紫外-可見光度法研究了超分子凝膠中兩種客體小分子在靜態(tài)下的擴(kuò)散釋放。結(jié)果表明其釋放率隨凝膠劑濃度的增加而降低?？腕w小分子的體積大小對其釋放有明顯的影響，分子體積較大的若丹明B的釋放率低于分子體積較小的水楊酸。另外，若丹明B的擴(kuò)散系數(shù)也低于水楊酸，且隨凝膠劑濃度的增加，這種趨勢更為明顯。兩種客體分子的累積釋放率與時間的平方根成良好的線性關(guān)系，符合Higuchi方程，屬擴(kuò)散控制的Fickian釋放機(jī)理

4、。 2）用循環(huán)伏安法研究了BSAPM/碳酸丙烯酯超有機(jī)凝膠體系中二茂鐵的電化學(xué)活性和傳質(zhì)行為。結(jié)果表明有機(jī)凝膠中二茂鐵具有氧化還原活性。有機(jī)凝膠中二茂鐵電化學(xué)氧化反應(yīng)所表現(xiàn)出的伏安曲線與相應(yīng)的液體電解質(zhì)的一樣。兩種不同體系中，二茂鐵的氧化還原反應(yīng)都是一個受擴(kuò)散控制的單電子轉(zhuǎn)移的準(zhǔn)可逆過程。凝膠中二茂鐵和二茂鐵離子的擴(kuò)散系數(shù)隨凝膠因子濃度的增加而下降，隨溫度的增加而增加。擴(kuò)散系數(shù)與溫度的關(guān)系符合經(jīng)典的Arrhenius方程，而且兩

5、個不同體系中擴(kuò)散活化能相同。 3）用小分子凝膠因子Bis18-L-Phe使由十四酸異丙酯、Tween 80、1，2-丙二醇和水構(gòu)成的微乳凝膠化，所得的凝膠微乳具有良好的熱可逆性。凝膠微乳的相轉(zhuǎn)變溫度(TGS) 與凝膠因子的濃度和微乳的組成有關(guān)。用POM和FTIR研究了凝膠微乳的形成機(jī)理。偏光顯微鏡照片表明整個微乳的連續(xù)相中形成了相互纏繞的線狀聚集體。而FTIR表明分子間的氫鍵作用是凝膠形成的原因。 4）以水溶性的水楊酸鈉

6、為模型分子研究了它在凝膠微乳中的釋放行為。結(jié)果表明水楊酸鈉表現(xiàn)出持續(xù)釋放行為，其釋放速率隨Bis18-L-Phe含量的增加而降低，隨水楊酸鈉含量增加而增加，而隨IPM的增加而下降。凝膠中水楊酸鈉的釋放行為符合一級動力學(xué)。這些結(jié)果表明凝膠微乳可用作于藥物釋放載體。 5）將二脲型凝膠劑MBAU-18通過加熱、超聲的作用灌注到多壁碳納米管內(nèi)，利用DSC研究MBAU-18在受限空間內(nèi)形成的聚集體的熱力學(xué)性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)其相變溫度高于本體空間內(nèi)