功能化有机小分子凝胶的合成与性质研究

论文摘要

近年来,通过功能化小分子的自组装形成超分子结构越来越多的成为发展新材料和纳米器件的重要手段。作为一类新型的自组装材料,有机小分子凝胶通过分子间氢键作用、π-π相互作用、范德华力等可以形成有序的三维网络结构,从而使适当的有机溶剂凝胶化。本论文设计合成了两类功能化的有机小分子凝胶因子,在此基础上详细研究了凝胶功能性质、形貌结构、分子堆积结构等。全文包括以下两部分:1.基于分子间能量转移的R-G-B彩色荧光凝胶1)通过对经典荧光团的化学修饰,设计合成了一类三基色荧光的有机凝胶因子,对三基色凝胶因子以不同比例相互掺杂,得到凝胶态的全彩色荧光;2)扫描电镜和多晶粉末衍射结果发现,相互掺杂的两组分间有较强的分子间相互作用;3)通过荧光团寿命的测试和理论计算发现,不论是在溶液态还是在凝胶态掺杂,分子间的能量转移作用是使该体系呈现全彩色荧光的重要原因,由于其经典简洁的化学结构,该体系对未来设计彩色显示以及光捕获软材料等方面具有参考价值。2.基于金属离子诱导及可湿性调节的偶氮类有机分子凝胶1)合成了一个含有氮杂冠醚为配位官能团、偶氮苯基团作为光响应基团和两枝长烷基链作为疏水基团的凝胶因子,通过分子间氢键作用、π-π相互作用,在有二价锌离子诱导下,能包裹DMSO有机溶剂形成稳定凝胶;2)该凝胶因子在不同当量的锌离子中形成的凝胶结构有很大程度的不同,随着离子的摩尔量的增加,凝胶结构由球状逐渐变化为具有二维线状结构;3)不同当量离子诱导的凝胶表面亲疏水性质表现出很大的差异,从而较容易实现凝胶表面修饰的亲疏水性质的调节;

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 超分子化学及其意义
• 1.2 有机小分子凝胶概述
• 1.3 有机凝胶因子的分类
• 1.3.1 胆甾类有机凝胶因子
• 1.3.2 脂肪酸（酰胺）类凝胶因子
• 1.3.3 环己基类有机凝胶因子
• 1.3.4 氨基酸类凝胶因子
• 1.3.5 糖类凝胶因子
• 1.3.6 卟啉和酞菁类有机凝胶因子
• 1.3.7 聚苯乙烯类凝胶因子
• 1.3.8 配合物凝胶因子
• 1.4 有机小分子凝胶的研究技术和手段
• 1.5 有机凝胶的应用
• 1.6 本论文的设计思想及研究内容
• 1.7 本章参考文献
• 第二章 基于分子间能量转移的R-G-B彩色荧光有机凝胶
• 2.1 荧光的相关知识
• 2.1.1 荧光光谱的基本原理
• 2.1.2 荧光光谱的表征手段
• 2.2 光诱导的能量转移及其相关理论
• 2.3 三基色原理
• 2.4 试验药品及主要仪器
• 2.4.1 主要药品试剂
• 2.4.2 主要实验仪器
• 2.5 实验方法
• 2.5.1 合成路线
• 2.5.2 合成方法
• 2.6 结果与讨论
• 2.6.1 凝胶性质测试
• 2.6.2 溶液和凝胶态的光物理性质测试
• 2.6.3 溶液态和凝胶态的能量转移现象
• 2.6.4 溶液态和凝胶态的能量转移计算
• 2.6.5 凝胶的形貌分析
• 2.7 小结
• 2.8 本章参考文献
• 第三章 基于金属诱导及可湿性调节的偶氮类有机分子凝胶
• 3.1 偶氮苯类光致变色材料概述
• 3.2 形貌和亲疏水性可调
• 3.3 冠醚概述
• 3.4 试验药品及主要仪器
• 3.4.1 药品试剂
• 3.4.2 主要实验仪器
• 3.5 实验方法
• 3.5.1 合成路线
• 3.5.2 合成方法
• 3.6 结果与讨论
• 3.6.1 凝胶性质测试
• 3.6.2 光谱测试
• 3.6.3 核磁滴定
• 3.6.4 形貌表征
• 3.7 小结
• 3.8 本章参考文献
• 论文总结
• 致谢
• 已公开发表或即将公开发表的论文和专利:
• 附录