有机低分子凝胶因子多元醇缩醛衍生物的研究

论文题目: 有机低分子凝胶因子多元醇缩醛衍生物的研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 应用化学

作者: 侯仲轲

导师: 陈立功

关键词: 多元醇缩醛衍生物,凝胶因子,透射电子显微镜,模板合成,纳米材料,光催化

文献来源: 天津大学

发表年度: 2005

论文摘要: 本文合成了一系列多元醇缩醛类化合物,探讨了其结构与凝胶性能的关系,开拓了其在制备纳米材料的实际应用。通过取代苯甲醛和山梨醇、甘露醇和木糖醇等多元醇进行缩合反应,再进一步酯化和酰化,合成了36个化合物,其中26个化合物为首次合成。化合物结构经核磁共振(NMR)和液-质联机(LC-MS)进行确认。研究发现:苯环上有吸电子基团时对缩合反应有利;多元醇缩醛衍生物6-羟基除与酰氯反应外,也能和卤代酸酯、溴代烯反应,但不与卤代烷反应;首次发现D-甘露醇与醛反应主要得到三缩合物;首次合成了含有8个羟基的对苯二甲醛和山梨醇的缩合物。大部分多元醇缩醛衍生物对含氧原子溶剂(如醇、酮、醛、醚等)可以形成稳定可逆的凝胶,最低凝胶浓度低于1w%,但对含氮原子溶剂(如胺)却不易形成凝胶;它们对脂肪醇和苯甲醚的凝胶性能显著优于环状醇、芳香醇和酮等;溶剂中少量水的加入,凝胶性能锐减;首次发现苯环上有氨基存在时,失去凝胶性能,氨基氢被芳酰基取代后又出现一定的凝胶性。应用透射电子显微镜(TEM)对有机凝胶的形态学分析表明,有机凝胶具有缠结纤维状结构,纤维直径为50-100nm,这些纤维进一步拓展为三维空间网状结构,进而形成有机凝胶;脂肪醇中形成的凝胶纤维网络最好。化合物3在丙三醇中形成的凝胶的凝胶-溶胶相转变热焓(25℃)为ΔH=55.4kJ.mol—1。应用FT-IR和X-射线衍射技术分析,发现多元醇缩醛衍生物凝胶因子是通过氢键等次价键互相作用而聚集、自我组装形成凝胶的。凝胶态呈现整体无序微区有序状态;干凝胶可以基本保持凝胶态的纤维网络结构。首次以多元醇缩醛衍生物凝胶为模板制备了纳米级二氧化硅、二氧化钛及其复合粒子。二氧化钛粒子为锐钛矿晶型,直径10-20nm,但二氧化硅粒子不呈晶态;制备的二氧化钛纳米粒子具有很好的光催化活性,对亚甲基蓝光催化降解符合一级反应动力学方程规律。

论文目录:

第一章 绪论

1.1 凝胶

1.1.1 凝胶的定义

1.1.2 凝胶的分类

1.2 有机凝胶

1.2.1 有机凝胶凝胶机理

1.2.2 有机凝胶过程及稳定的物理条件

1.2.3 有机凝胶的重要参数与研究手段

1.3 凝胶因子

1.3.1 凝胶因子的定义

1.3.2 凝胶因子的分类

1.3.3 凝胶因子的设计原理

1.3.4 凝胶因子的应用

1.4 山梨醇衍生物

1.5 国内外研究现状

1.6 本文工作目的

第二章 多元醇缩醛衍生物的合成研究

2.1 实验部分

2.1.1 实验原料与仪器

2.1.2 合成实验

2.2 实验结果与讨论

2.2.1 合成化合物及表征

2.2.2 合成反应条件优化

2.2.3 苯环取代基对反应的影响

2.2.4 多元醇空间结构对反应的影响

2.2.5 缩醛衍生物6-羟基反应性探讨

2.2.6 酰胺缩醛衍生物的合成探讨

2.2.7 羧基酯缩醛衍生物的合成探讨

2.2.8 对苯二甲醛缩醛衍生物的合成探讨

2.3 小结

第三章 多元醇缩醛衍生物的凝胶性能研究

3.1 凝胶性能测定方法

3.2 实验结果与讨论

3.2.1 溶剂的筛选

3.2.2 不同化合物的凝胶性能探讨

3.2.3 最低凝胶浓度

3.2.4 凝胶稳定性

3.2.5 凝胶热力学研究

3.3 小结

第四章 多元醇缩醛衍生物凝胶的表征

4.1 透射电镜(TEM)研究

4.1.1 实验方法

4.1.2 结果与讨论

4.2 X-射线衍射(XRD)研究

4.2.1 实验方法

4.2.2 结果与讨论

4.3 红外(IR)研究

4.4 小结

第五章 多元醇缩醛衍生物凝胶的应用

5.1 模版制备纳米材料

5.1.1 制备二氧化硅纳米粒子

5.1.2 制备二氧化钛纳米粒子

5.1.3 制备 TiO_2-SiO_2复合纳米粒子

5.2 制备功能膜

5.2.1 制备方法

5.2.2 结果与讨论

5.3 纳米 TⅰO_2光催化活性评价

5.3.1 光催化作用机理

5.3.2 实验方法

5.3.3 结果与讨论

5.4 小结

第六章 结论

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

附录

致谢

发布时间: 2006-05-24

参考文献

• [1].苄叉缩醛化合物的固相合成及其在聚丙烯中的成核作用研究[D]. 周军.华东理工大学2012
• [2].功能糖化合物的合成及活性研究；硅氧烷体系还原缩醛及羰基衍生物[D]. 张寅杰.华东理工大学2013

相关论文

• [1].超分子有机凝胶和水凝胶的制备及其性能研究[D]. 付新建.华中科技大学2007
• [2].由苯丙氨酸衍生物凝胶剂形成的超分子有机凝胶及其性能研究[D]. 张圣祖.华中科技大学2008
• [3].光敏感小分子有机凝胶剂的合成、组装与性质研究[D]. 陈鹏.吉林大学2009
• [4].小分子凝胶因子的设计合成及其性质研究[D]. 侯秋飞.吉林大学2010
• [5].基于酰肼和蒽醌的多响应小分子有机凝胶体系的研究[D]. 刘佳伟.兰州大学2010
• [6].手性小分子有机凝胶剂的合成、组装及其模板构筑无机纳米结构[D]. 薛鹏冲.吉林大学2005
• [7].小分子凝胶剂的组装及其模板合成金属硫化物纳米纤维[D]. 谭昌会.吉林大学2005
• [8].小分子有机凝胶剂的合成、组装及光物理性质研究[D]. 包春燕.吉林大学2006
• [9].基于偶氮苯基团的光致变色凝胶及其自组装性质研究[D]. 周义锋.复旦大学2007
• [10].具有聚集诱导荧光增强的小分子有机凝胶的构筑及其光学性质研究[D]. 陈国军.吉林大学2008

标签：多元醇缩醛衍生物论文;  凝胶因子论文;  透射电子显微镜论文;  模板合成论文;  纳米材料论文;  光催化论文;