發(fā)布時(shí)間：2018-04-12 18:08

  本文選題：表面活性劑 + 聚氧雜多酸鹽　； 參考：《山東大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：通過化學(xué)修飾的方法將具有刺激響應(yīng)性的有機(jī)基團(tuán)修飾到無機(jī)多金屬氧酸鹽中,得到的刺激響應(yīng)型有機(jī)-無機(jī)雜化復(fù)合分子,在生物識(shí)別、藥物運(yùn)輸及新型智能材料等領(lǐng)域具有潛在的多樣化的應(yīng)用。同時(shí),這類分子還具有兩親性,在溶液中會(huì)發(fā)生自組裝產(chǎn)生形貌多樣且功能豐富的聚集體結(jié)構(gòu)。通過對(duì)體系施加外部刺激或改變復(fù)合分子組裝環(huán)境(溫度、pH值、溶劑組成等),能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)溶液中復(fù)合分子聚集行為的調(diào)控,這對(duì)于發(fā)現(xiàn)新型智能軟材料及拓展自組裝范圍提供了思路。本論文正是以此為目標(biāo),借助非共價(jià)相互作用作驅(qū)動(dòng)力,將尾端含有二茂鐵基團(tuán)的雙鏈季銨鹽型陽離子表面活性劑包覆到Keggin型多金屬氧酸鹽的表面,形成了具有氧化還原響應(yīng)性的有機(jī)-無機(jī)雜化復(fù)合分子;并利用其在溶液中組裝形成多級(jí)結(jié)構(gòu)聚集體。論文的主要研究?jī)?nèi)容分為以下三部分:第一部分:首先合成了尾端含有二茂鐵基團(tuán)的雙鏈季銨鹽型陽離子表面活性劑:雙(二茂鐵基十一烷基)二甲溴化銨(BFDMA),并對(duì)所合成分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征;然后利用單相法,通過靜電相互作用將BFDMA分子包覆到Keggin型多金屬酸鹽——磷鎢酸(POM,H3PW12040)的表面,兩者摩爾比為3:1,得到了具有氧化還原響應(yīng)性的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合分子(SEC,surfactant-encapsulated polyoxometalate)。該復(fù)合分子中,季銨鹽頭基通過靜電相互作用與POM連接共同形成SEC分子的親水頭基,BFDMA分子中的烷基鏈則為SEC分子的疏水尾鏈。利用核磁共振氫譜(1HNuclear Magnetic Resonance,1H NMR)、紅外光譜(Fourier Transformed Infrared Spectroscopy,FTIR)以及元素分析(Elemental Analysis,EA)等手段對(duì)該復(fù)合分子進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征,最終確定所得SEC分子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為(BFDMA)3PW12O40。第二部分:系統(tǒng)研究了有機(jī)-無機(jī)復(fù)合分子SEC在N,N-二甲基甲酰胺(DMF)/正丁醇(3:7,v/v)混合溶劑中的自組裝行為。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),SEC分子在體系中可以組裝成具有多層外殼的球形空心聚集體,直徑為55 ±9 nm;通過高分辨投射電鏡(HR-TEM)及X-射線衍射(XRD)分析,得到多層殼的層間距為2.87 nm。所得球形聚集體隨著陳化時(shí)間的增加,相互會(huì)發(fā)生融合。陳化1小時(shí)后,得到了穩(wěn)定的具有多層外壁的多室聚集體結(jié)構(gòu),直徑為120-150nm。利用SEC復(fù)合分子具有氧化還原響應(yīng)的性質(zhì),借助恒電勢(shì)法研究了該體系中SEC分子組裝的電化學(xué)調(diào)控行為。首先對(duì)該體系施加+ 0.81 V氧化電勢(shì)(vsAg/AgCl)約4小時(shí),此時(shí)通過紫外可見吸收光譜(UV-vis)中對(duì)應(yīng)二茂鐵基團(tuán)的特征峰消失,判定其已被氧化;透射電鏡觀測(cè)到多室聚集體消失,出現(xiàn)了尺寸不均勻的球形聚集體;當(dāng)對(duì)氧化后體系施加-0.81 V還原電勢(shì)約4小時(shí)后,二茂鐵重新被還原,多室聚集體又再次生成。結(jié)果表明,復(fù)合分子SEC在溶液中的組裝過程可以通過電化學(xué)手段進(jìn)行較為可逆的調(diào)控。第三部分:研究了"穩(wěn)定劑"及溶劑組成對(duì)復(fù)合物SEC組裝行為的影響。首先,在DMF/正丁醇(3:7,v/v)混合溶劑中,將主體分子β-環(huán)糊精((β-CD)添加到SEC復(fù)合物溶液中。通過UV-vis光譜及循環(huán)伏安測(cè)量(CV)等方法,證明體系中β-CD與SEC并未形成包結(jié)復(fù)合物,β-CD是作為一種"穩(wěn)定劑"的形式存在。β-CD～SEC在混合溶液中組裝成尺寸約為60 nm的多層球形聚集體結(jié)構(gòu);其次,通過改變DMF/正丁醇混合溶液中的溶劑組成,研究了 SEC分子的組裝行為。通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),增加DMF在混合溶劑中的比例,將會(huì)導(dǎo)致SEC分子組裝成松散甚至有缺陷的聚集體;而增加正丁醇在混合溶液體中的比例,SEC組裝成的球形聚集體則存在融合現(xiàn)象,最終形成互相交錯(cuò)的短棒狀聚集結(jié)構(gòu)。以上兩種影響SEC聚集行為的因素將會(huì)為SEC組裝過程的調(diào)控提供有益的參考。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：O647.2

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本文編號(hào)：1740847