CO2對某些離子液體自組裝結(jié)構(gòu)的調(diào)控.pdf

1、刺激響應(yīng)又稱智能響應(yīng)或環(huán)境響應(yīng)，是指任何小的外界環(huán)境的變化即可引起體系物理性質(zhì)或化學(xué)性質(zhì)發(fā)生顯著變化的一種現(xiàn)象。刺激響應(yīng)型材料已廣泛應(yīng)用于藥物控釋、傳感材料、有機合成、工業(yè)分離等領(lǐng)域。常用的刺激手段包括溫度、pH值、氧化還原、光照、CO2等。由于CO2具有資源豐富、無毒無害，而且很容易從體系中除去等優(yōu)點，CO2響應(yīng)型材料受到越來越多的關(guān)注。
　　由于獨特的物理化學(xué)性質(zhì)，離子液體已在有機合成、萃取分離、材料制備、生物質(zhì)利用等領(lǐng)域展現(xiàn)

2、出了廣闊的應(yīng)用前景?？紤]到離子液體結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的可設(shè)計性，如果把某些對CO2響應(yīng)的基團(tuán)鍵入到離子液體的陰離子或陽離子上，即可設(shè)計合成CO2響應(yīng)的離子液體，產(chǎn)生一類新型材料?；谶@種考慮，作為國家自然科學(xué)基金項目(No.21273062)的組成部分，本文設(shè)計合成了三類陰離子對CO2響應(yīng)的長鏈離子液體，系統(tǒng)地研究了CO2對該些離子液體在水溶液中自組裝結(jié)構(gòu)的調(diào)控作用。主要內(nèi)容包括:
　　1.設(shè)計合成了對CO2響應(yīng)的N-甲基-N-烷基單乙醇

3、胺?；撬猁}離子液體[CnMMEA][Ta](n=10，12，14，16)，通過電導(dǎo)、動態(tài)光散射(DLS)、小角X-散射(SAXS)、低溫透射電子顯微鏡（Cryo-TEM）等手段研究了CO2對離子液體在水溶液中自組裝結(jié)構(gòu)的調(diào)控。研究結(jié)果表明，在水溶液中一定濃度的離子液體可以形成囊泡自組裝體，交替地通入CO2/N2可以使自組裝結(jié)構(gòu)在囊泡和球形膠束之間可逆轉(zhuǎn)變。利用13C NMR光譜研究了自組裝結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的可能機理，并將此類離子液體應(yīng)用于油的乳

4、化/破乳和苯乙烯乳膠的聚合/聚沉過程。
　　2.設(shè)計合成了陽離子為N-甲基-N-烷基二乙醇胺[CnMDEA](n=8，10，12，14，16)、陰離子為吡咯烷酮(2-Pyr])和惡唑烷酮(2-Oxa)的類膽堿離子液體。利用電導(dǎo)、DLS、SAXS、Cryo-TEM等手段研究了CO2對該類離子液體在水溶液中的簇集行為和自組裝結(jié)構(gòu)的調(diào)控。結(jié)果表明，離子液體在水溶液中可以形成球形膠束，而且在常溫常壓下通入或除去CO2可以實現(xiàn)球形膠束到囊泡

5、的可逆轉(zhuǎn)變。此外，將CuC12加入到離子液體水溶液中，離子液體的自組裝結(jié)構(gòu)也可以由球形膠束轉(zhuǎn)變?yōu)槟遗?，但向體系中交替地通入或者除去CO2時，離子液體的自組裝結(jié)構(gòu)又由囊泡可逆轉(zhuǎn)變?yōu)榍蛐文z束。利用NMR技術(shù)探討了CO2調(diào)控離子液體自組裝結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變機理。
　　3.設(shè)計合成了陽離子為N-甲基-N-烷基咪唑[Cnmim](n=12，14，16)、陰離子分別為2-羥基吡啶(2-op)、3-羥基吡啶(3-op)、4-羥基吡啶(4-op)、牛磺酸