超分子凝膠體系內(nèi)小分子的傳質(zhì)與擴散研究.pdf

1、由小分子凝膠因子通過分子間氫鍵、π-π堆砌及其它非共價鍵作用自組裝而形成的超分子有機凝膠受到了人們廣泛的關(guān)注。作為一種主體材料，有機凝膠可以包裹各種客體分子。研究這些客體分子在有機凝膠體系中的傳質(zhì)行為，不僅在主客體分子化學(xué)，而且在諸如凝膠電解質(zhì)、藥物控制釋放等應(yīng)用領(lǐng)域，都是一項有重要意義的工作。 本文用4，4′- 二（硬脂酰胺基）二苯甲烷（BSAPM）在有機溶劑中形成的超分子有機凝膠為主體材料，在研究客體分子對凝膠性能影響的同時

2、，用不同的方法研究了一些客體分子的擴散釋放行為和機理。以小分子凝膠因子為凝膠劑制備了一種新型微乳凝膠，研究了水楊酸鈉在這種微乳凝膠中的釋放行為。另外還考察了受限于多壁碳納米管內(nèi)納米空間內(nèi)一種二脲型凝膠因子的聚集組裝行為。 本論文包括以下主要內(nèi)容： 1）采用BSAPM為凝膠因子制備了含有小分子水楊酸和若丹明B的1,1,2-三氯乙烷（TCE）超分子有機凝膠。TEM表征了有機凝膠的微觀結(jié)構(gòu)，用落球法考察了水楊酸和若丹明B對超分

3、子有機凝膠的相轉(zhuǎn)變溫度（TGS）影響。用紫外-可見光度法研究了超分子凝膠中兩種客體小分子在靜態(tài)下的擴散釋放。結(jié)果表明其釋放率隨凝膠劑濃度的增加而降低?？腕w小分子的體積大小對其釋放有明顯的影響，分子體積較大的若丹明B的釋放率低于分子體積較小的水楊酸。另外，若丹明B的擴散系數(shù)也低于水楊酸，且隨凝膠劑濃度的增加，這種趨勢更為明顯。兩種客體分子的累積釋放率與時間的平方根成良好的線性關(guān)系，符合Higuchi方程，屬擴散控制的Fickian釋放機理

4、。 2）用循環(huán)伏安法研究了BSAPM/碳酸丙烯酯超有機凝膠體系中二茂鐵的電化學(xué)活性和傳質(zhì)行為。結(jié)果表明有機凝膠中二茂鐵具有氧化還原活性。有機凝膠中二茂鐵電化學(xué)氧化反應(yīng)所表現(xiàn)出的伏安曲線與相應(yīng)的液體電解質(zhì)的一樣。兩種不同體系中，二茂鐵的氧化還原反應(yīng)都是一個受擴散控制的單電子轉(zhuǎn)移的準(zhǔn)可逆過程。凝膠中二茂鐵和二茂鐵離子的擴散系數(shù)隨凝膠因子濃度的增加而下降，隨溫度的增加而增加。擴散系數(shù)與溫度的關(guān)系符合經(jīng)典的Arrhenius方程，而且兩

5、個不同體系中擴散活化能相同。 3）用小分子凝膠因子Bis18-L-Phe使由十四酸異丙酯、Tween 80、1，2-丙二醇和水構(gòu)成的微乳凝膠化，所得的凝膠微乳具有良好的熱可逆性。凝膠微乳的相轉(zhuǎn)變溫度(TGS) 與凝膠因子的濃度和微乳的組成有關(guān)。用POM和FTIR研究了凝膠微乳的形成機理。偏光顯微鏡照片表明整個微乳的連續(xù)相中形成了相互纏繞的線狀聚集體。而FTIR表明分子間的氫鍵作用是凝膠形成的原因。 4）以水溶性的水楊酸鈉

6、為模型分子研究了它在凝膠微乳中的釋放行為。結(jié)果表明水楊酸鈉表現(xiàn)出持續(xù)釋放行為，其釋放速率隨Bis18-L-Phe含量的增加而降低，隨水楊酸鈉含量增加而增加，而隨IPM的增加而下降。凝膠中水楊酸鈉的釋放行為符合一級動力學(xué)。這些結(jié)果表明凝膠微乳可用作于藥物釋放載體。 5）將二脲型凝膠劑MBAU-18通過加熱、超聲的作用灌注到多壁碳納米管內(nèi)，利用DSC研究MBAU-18在受限空間內(nèi)形成的聚集體的熱力學(xué)性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)其相變溫度高于本體空間內(nèi)