本文關(guān)鍵詞：表面活性離子液體參與構(gòu)筑的光響應(yīng)分子有序聚集體

  更多相關(guān)文章： 表面活性離子液體 光響應(yīng) 聚集行為 蠕蟲狀膠束 溶致液晶

【摘要】：近年來,響應(yīng)型膠體材料和軟物質(zhì)引起了全球?qū)W術(shù)界的廣泛重視。外界環(huán)境條件(如pH、溫度、光、電場(chǎng)和磁場(chǎng)等)的微小變化,可能會(huì)引起體系的微觀結(jié)構(gòu)和宏觀性質(zhì)的明顯變化。其中光響應(yīng)分子有序聚集體由于無(wú)需外界添加物、制備簡(jiǎn)單和應(yīng)用范圍廣等特點(diǎn),近年來受到研究者的關(guān)注。作為新型綠色溶劑和“軟”功能材料,“可設(shè)計(jì)性”是離子液體的重要特性之一。將離子液體的疏水鏈增長(zhǎng),使之具有類似于傳統(tǒng)表面活性劑的活性,就可以得到表面活性離子液體(surface active ionic liquids,簡(jiǎn)寫為SAILs)。利用表面活性離子液體(SAILs)構(gòu)筑光響應(yīng)分子有序聚集體,既有助于改善表面活性離子液體分子有序聚集體的性質(zhì),又能夠豐富光響應(yīng)體系的研究?jī)?nèi)容�；诖�,本論文主要研究了表面活性離子液體參與構(gòu)筑的光響應(yīng)分子有序聚集體,主要采用低溫透射電子顯微鏡(Cryo-TEM)、偏光顯微鏡(POM)以及流變、小角X射線散射(SAXS)等技術(shù)手段考察了紫外光照前后其微觀結(jié)構(gòu)和宏觀物理化學(xué)性質(zhì)的變化,并采用實(shí)驗(yàn)技術(shù)和理論化學(xué)計(jì)算相結(jié)合的方法探究了其形成機(jī)理。論文的內(nèi)容主要分為以下四個(gè)部分：第一章主要介紹了與本論文密切相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)和近幾年國(guó)內(nèi)外在表面活性劑的聚集行為及其參與構(gòu)筑的響應(yīng)型分子有序聚集體方面取得的研究成果,提出了本論文的立題依據(jù)及研究思路。第二章利用咪唑類表面活性離子液體一1-十六烷基-3-甲基咪唑溴(C16mimBr)和光敏有機(jī)小分子一偶氮苯羧酸鈉(AzoCOONa)在水溶液中構(gòu)筑了光響應(yīng)粘彈性蠕蟲狀膠束。采用流變和Cryo-TEM技術(shù)手段分別研究了該體系的宏觀性質(zhì)和微觀結(jié)構(gòu)。發(fā)現(xiàn)起初形成的蠕蟲狀膠束粘度是0.65 Pa·s,而經(jīng)紫外光(365 nm)照射之后,蠕蟲狀膠束變得更長(zhǎng)且纏繞程度更大,使得體系的粘度提升了一個(gè)數(shù)量級(jí),達(dá)到了6.9 Pa.s。這是由于AzoCOONa分子發(fā)生了光異構(gòu)化使得其構(gòu)型從反式轉(zhuǎn)變?yōu)轫樖�。光照之�?C16mimBr和AzoCOONa分子間的cation-π相互作用對(duì)膠束生長(zhǎng)的促進(jìn)作用要大于由于光異構(gòu)化產(chǎn)生的親水／疏水平衡作用及空間位阻對(duì)膠束生長(zhǎng)的阻礙作用,致使蠕蟲狀膠束的長(zhǎng)度變長(zhǎng),粘度變大。在光響應(yīng)過程中,表面活性離子液體和光敏有機(jī)小分子所構(gòu)建的蠕蟲狀膠束展現(xiàn)了可控的粘彈性行為,未發(fā)生聚集體類型的變化。第三章合成了兩種基于咪唑頭基的光響應(yīng)肉桂酸類SAILs一1-十二烷基-3-甲基咪唑肉桂酸([C12mim][CA])和1-十二烷基-3-甲基對(duì)羥基咪唑肉桂酸([C12mim][PCA]),并系統(tǒng)地研究了其在水溶液中的聚集行為。表面張力和電導(dǎo)率的結(jié)果表明,相對(duì)于傳統(tǒng)的咪唑表面活性離子液體C12mimBr, [C12mim][CA]和[C12mim][PCA]均展現(xiàn)了較高的表面活性,主要是由于芳香陰離子的引入能夠促進(jìn)膠束的形成。當(dāng)把表面活性離子液體的濃度增大時(shí),[C12mim][CA]在水溶液中可以形成六角液晶和立方液晶,而[C12mim][PCA]則在較大的濃度范圍內(nèi)僅形成六角液晶相。利用POM、SAXS和流變等技術(shù)手段系統(tǒng)地觀察了溶致液晶相的形貌及進(jìn)行了性質(zhì)表征。發(fā)現(xiàn)紫外光照之后,肉桂酸基團(tuán)的順反光異構(gòu)化使得[C12mim][CA]和[C12mim][PCA]的表面活性減弱,六角液晶的結(jié)構(gòu)排列得更加緊密。第四章采用吡咯烷類表面活性離子液體一N-十六烷基-N'-甲基吡咯溴(C16MPB)和光敏有機(jī)小分子一肉桂酸鈉(CAS)在水溶液中構(gòu)筑了光響應(yīng)粘彈性蠕蟲狀膠束體系。當(dāng)一定濃度的trans-CAS (60-140 mM)加入到100mM的C16MPB水溶液中時(shí),體系會(huì)形成粘彈性蠕蟲狀膠束。通過流變手段研究了trans-CAS濃度對(duì)體系粘彈性以及膠束長(zhǎng)度的影響,發(fā)現(xiàn)隨著trans-CAS濃度的增大,蠕蟲狀膠束的粘度和長(zhǎng)度均呈現(xiàn)先增大再減小的趨勢(shì),且有一最大值。在對(duì)樣品施加了紫外光照之后,發(fā)現(xiàn)蠕蟲狀膠束轉(zhuǎn)變?yōu)榘魻钅z束或球形膠束。這主要是由于CAS分子在紫外光照下發(fā)生了光異構(gòu)化,由反式構(gòu)型轉(zhuǎn)變?yōu)轫樖綐?gòu)型,分子構(gòu)型的轉(zhuǎn)變同時(shí)伴隨著其疏水性的減弱和空間位阻的增大,引起臨界堆積參數(shù)的數(shù)值減小,使蠕蟲狀膠束轉(zhuǎn)變?yōu)榘魻钅z束或球形膠束,宏觀上表現(xiàn)為體系粘度的降低。以上研究工作的開展為設(shè)計(jì)制備響應(yīng)型表面活性離子液體分子有序聚集體奠定了一定的理論基礎(chǔ)。構(gòu)筑的光響應(yīng)蠕蟲狀膠束具有可控的粘彈性行為,而構(gòu)筑的光響應(yīng)溶致液晶相的結(jié)構(gòu)緊密程度可控,在石油開采、藥物釋放和材料制備等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：表面活性離子液體 光響應(yīng) 聚集行為 蠕蟲狀膠束 溶致液晶
【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】：2016
【分類號(hào)】：O647.2
【目錄】：

• 中文摘要10-12
• Abstract12-15
• 第一章 緒論15-37
• 1.1 引言15
• 1.2 表面活性劑及其構(gòu)筑的分子有序聚集體15-17
• 1.3 表面活性離子液體及其構(gòu)筑的分子有序聚集體17-24
• 1.3.1 膠束17-20
• 1.3.2 蠕蟲狀膠束20-21
• 1.3.3 囊泡和微乳液21-22
• 1.3.4 溶致液晶22-24
• 1.4 表面活性劑構(gòu)筑的環(huán)境響應(yīng)型分子有序聚集體24-30
• 1.4.1 pH響應(yīng)型分子有序聚集體24-25
• 1.4.2 溫度響應(yīng)型分子有序聚集體25
• 1.4.3 氧化-還原響應(yīng)型分子有序聚集體25-26
• 1.4.4 磁響應(yīng)型分子有序聚集體26
• 1.4.5 光響應(yīng)型分子有序聚集體26-30
• 1.5 本論文的選題依據(jù)及研究?jī)?nèi)容30-31
• 參考文獻(xiàn)31-37
• 第二章 SAIL/偶氮苯衍生物在水溶液中構(gòu)筑的光響應(yīng)粘彈性蠕蟲狀膠束37-57
• 2.1 引言37
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分37-39
• 2.2.1 試劑和藥品37-38
• 2.2.2 SAIL和偶氮苯衍生物的合成38
• 2.2.3 樣品制備38
• 2.2.4 實(shí)驗(yàn)儀器及表征方法38-39
• 2.3 結(jié)果與討論39-54
• 2.3.1 AzoCOONa的光異構(gòu)化性質(zhì)39-41
• 2.3.2 C_(16)mimBr/AzoCOONa形成的光響應(yīng)蠕蟲狀膠束41-45
• 2.3.3 紫外光照時(shí)間對(duì)光響應(yīng)蠕蟲狀膠束的影響45-48
• 2.3.4 溫度對(duì)光響應(yīng)蠕蟲狀膠束的影響48-51
• 2.3.5 紫外光致C_(16)mimBr/AzoCOONa自組裝過程的機(jī)理探討51-54
• 2.4 結(jié)論54
• 參考文獻(xiàn)54-57
• 第三章 基于咪唑頭基的光響應(yīng)肉桂酸類SAILs在水溶液中的聚集行為57-82
• 3.1 引言57
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分57-60
• 3.2.1 試劑與藥品57-58
• 3.2.2 SAILs的合成與表征58-59
• 3.2.3 液晶樣品的制備59
• 3.2.4 實(shí)驗(yàn)方法59-60
• 3.3 結(jié)果與討論60-79
• 3.3.1 光響應(yīng)肉桂酸類SAILs的膠束化性質(zhì)和參數(shù)60-65
• 3.3.2 光響應(yīng)肉桂酸類SAILs的液晶相行為及表征65-70
• 3.3.3 溫度對(duì)液晶結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響70-72
• 3.3.4 SAILs形成的溶致液晶的流變學(xué)性質(zhì)72-73
• 3.3.5 紫外光照對(duì)SAILs體系相行為的影響73-76
• 3.3.6 DFT計(jì)算76-78
• 3.3.7 溶致液晶形成的機(jī)理78-79
• 3.4 結(jié)論79
• 參考文獻(xiàn)79-82
• 第四章 基于吡咯烷類SAIL構(gòu)筑的光響應(yīng)粘彈性蠕蟲狀膠束82-99
• 4.1 引言82
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分82-83
• 4.2.1 試劑和藥品82-83
• 4.2.2 SAIL的合成與表征83
• 4.2.3 樣品制備83
• 4.2.4 實(shí)驗(yàn)儀器及表征方法83
• 4.3 結(jié)果與討論83-96
• 4.3.1 基于C_(16)MPB和trans-CAS形成的粘彈性蠕蟲狀膠束83-89
• 4.3.2 溫度對(duì)蠕蟲狀膠束的影響89-91
• 4.3.3 紫外光照對(duì)蠕蟲狀膠束的影響91-94
• 4.3.4 光致自組裝過程的機(jī)理94-96
• 4.4 結(jié)論96
• 參考文獻(xiàn)96-99
• 論文的創(chuàng)新點(diǎn)與不足之處99-100
• 致謝100-102
• 在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文102-103
• 學(xué)位論文評(píng)閱及答辯情況表103

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 鮑才;;《表面活性理論與技術(shù)》一書已出版[J];爆破器材;1991年02期

2 M.J.Rosen;夏紀(jì)鼎;;表面活性物結(jié)構(gòu)與其性質(zhì)的關(guān)系(Ⅳ)表面或界面張力降低的效力[J];日用化學(xué)品科學(xué);1979年02期

3 H.卡拉瓦也夫;C.德米特里也夫;;迅速發(fā)展表面活性物岅的研究[J];科學(xué)通報(bào);1959年01期

4 查全性;，

本文編號(hào)：1036216