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

1、超分子凝膠微觀結構上具有分散性、熱可逆性、對溶劑的化學敏感性、以及聚集體結構的特殊性等特點，使其在新型軟物質材料、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、介孔聚合物材料、液晶、催化、光化學、電化學等領域具有廣闊應用。本論文設計合成均苯三甲酸、三聚氰胺衍生的小分子凝膠劑，利用FT-IR、SEM、STM、核磁、流變測試、DSC和SAXS等技術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筑的雙組分水凝膠

2、的微觀構造及形成機理。同時，通過UV光照射，利用超分子凝膠的模板效應制備了含鑲嵌金屬凝膠集聚結構的聚合物薄膜材料，研究其在水合肼還原硝基苯反應中的催化活性，具體包括：
　　1、設計合成系列4-氨基吡啶衍生物的兩親分子1-5。研究發(fā)現，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的二羧酸1'-4'（摩爾比2:1）構筑雙組分有機凝膠。有機凝膠的微觀形貌為纖維狀或帶狀聚集體，該聚集體通過分子間氫鍵和分子間范德華作用排列

3、自組裝成有序的結構。
　　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動力。該研究結果既可為理解三聚氰胺結石機理提供幫助，也有助于理解食物分子的識別與自組裝規(guī)律，具有一定的理論和實際意義。
　　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，通過金屬離子Fe2+/Fe3+的配位作用構筑超分子金屬凝膠。結果表明，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，再進一步通過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絡狀結構。該金屬凝膠的主要驅動力來自相鄰分子間酰胺基團的N-H間的氫鍵、酰胺基團的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Fe2+/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的催化活性?？疾炝薾(配體):n(Fe3+)、反應溫度、催化劑用量、反應時間和n(水合肼)∶n(硝基苯)對苯胺收率的影響。結果表明，只有Cat.3和Cat.4能夠將硝基苯還原成苯胺，并獲得了水合肼還原硝基苯反應的最佳反應條件：對于Cat.3，當n(配體):n(Fe3+)=1:

6、3，催化劑用量40mg，反應溫度在80℃、反應時間3h，n(水合肼)∶n(硝基苯)=2.5下，苯胺收率可達到100％；對于Cat.4，當n(配體):n(Fe3+)=1:3，催化劑用量40mg，反應溫度在80℃、反應時間4h，n(水合肼):n(硝基苯)=2.5時，苯胺收率也可到達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構的聚合物薄膜材料（PF.1，PF.2，PF.3，PF4.），并將其用于

7、水合肼還原硝基苯反應，考察其催化性能，檢測反應溫度、催化劑用量、反應時間和n(水合肼)∶n(硝基苯)等因素對還原反應的影響。結果表明，PF.3和PF.4能夠將硝基苯還原成苯胺。對于聚合薄膜PF.3，n(配體)∶n(Fe3+)=1:3，反應溫度在90℃、反應時間12h，n(水合肼)∶n(硝基苯)=2.5下，苯胺收率可達到100.0%。對于聚合薄膜PF.4，n(配體):n(Fe3+)=1:3，反應溫度在90℃、反應時間18h，n(水合肼)∶