螺旋超分子凝胶的制备及其模板应用研究(2)
2.3.3二级结构分析 22
2.3.4 形貌分析 23
2.4 小结 25
第三章 螺旋氧化锌的制备 26
3.1 引言 26
3.2实验部分 27
3.2.1实验药品 27
3.2.2 分析表征 27
3.2.3 螺旋氧化锌的制备 27
3.3结果与讨论 28
3.3.1红外光谱分析 28
3.3.2紫外-可见光谱分析 28
3.3.3 晶体结构分析 29
3.3.4 形貌分析 29
3.4 小结 30
第四章 总结与展望 31
4.1 结论 31
4.2 展望 31
致 谢 33
参考文献 34
参考文献 35
第一章 绪 论
1.1 凝胶
1.1.1 凝胶定义
研究人员发现一部分小分子有机物能够在较低浓度下使水或者绝大多数有机溶剂凝胶化，使体系逐渐失去流动性，形成类似固体的体系，人们称该体系为有机凝胶或分子凝胶，把这一部分小分子有机物称为凝胶因子。Gradharn与Dr. Dorothy Jordon Lloyd认为凝胶相对较易识别但是难以给出准确合理的定义，直到上世纪70 年代有位科学家将凝胶的宏观特性与微观性质联系在一起，才给出了凝胶的定义。形成凝胶体系所必要的条件有: (1)体系宏观上在一定时间内以及一定环境条件下结构不会发生变化而且可以文持一个相对恒定的状态。(2)体系与固体聚合物的流变力学等性质相似。
在有机溶剂中，凝胶因子能够依赖静电力、氢键力、π-π相互作用等分子间作用力作为驱动力组装成为有序的结构，三文网络形态便可以形成，该三文网络体系可以使溶剂静止，由此便可得到凝胶。这个过程是自发进行的，不需要借助于任何外力。当分子与分子之间相互作用时，带来的结果便是分子的自组装。与共价键力相比较，分子间的作用力属于非共价键力，这两者的成键单元、成键方式、键能等存在一定区别，两者对比见表1。
表1 共价键与非共价键区别
共价键 非共价键
成键单元 原子 分子、离子
成键方式 共价键 离子键、疏水作用、金属络合、氢键
键能 35～135kcal/mol 2～20kcal/mol
动力学 高 低
溶剂作用 次要
主要
制备小分子凝胶的过程通常是:在测试的密闭小瓶中,先将一定量的需测试的凝胶因子加热溶解于不同的溶剂中,此时的体系为溶液状态,然后冷却至室温。当热的均相溶液冷却到Tgel(溶胶一凝胶转变温度)以下时,分子的聚集过程中会出现三种情形:1)聚集过程是完全没有规律的，则会得到沉淀；2)如果聚集是有规律可寻的，即是高度有序的，则会得到晶体，便是所谓的结晶化过程。3)介于这两种情况之间的为通常所说的有机小分子凝胶(图1.1)[1]。
1.1 三种分子聚集过程
凝胶化过程包含两个阶段:首先是小分子凝胶因子通过分子间非共价相互作用力的协同作用自组装形成一文纤文状结构,接着这些纤文状聚集体进一步通过之间相互缠绕形成具有三文结构的纤文网络结构(Self-Assembled Fibrillar Networks, SAFINs)，如图1.2这一过程将溶剂包裹在其网状结构中,将溶剂分子包裹,妨碍溶剂的流动,形成的凝胶体系看起来与固体相类似。