双亲性光敏感遥爪聚合物C-PNIPAAm的合成与性能

以7-羟基-4-甲基香豆素为原料,依次与环氧氯丙烷、二硫化钠反应得一含香豆素基元的二硫化物(C-S-S-C),并以其与三丁基膦复合体系为链转移剂,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)为单体制备了末端为香豆素光响应基元的双亲性遥爪聚合物(C-PNIPAAm).用傅里叶变换红外(FT-IR)光谱、凝胶渗透色谱(GPC)、氢核磁共振(1H-NMR)等对该聚合物进行了结构表征.研究显示该双亲性遥爪聚合物可在水中直接形成胶束,并以荧光素为疏水性客体考察了聚合物胶束的光控释放行为.在波长大于310 nm的紫外光照射下,聚合物链末端的香豆素单元可进行光二聚,胶束结构随之改变,因而所负载的荧光素可得到逐步有效释放.动态激光光散射(DLS)检测显示,光二聚反应使聚合物胶束平均粒径从56.6 nm增大至101.0 nm.     

光敏感遥爪聚合物C-PDMAEMA的合成及其性能研究

以香豆素二硫化物(C-S-S-C)/三丁基膦复合体系为链转移剂、甲基丙烯酸-N,N-二甲氨基乙酯(DMAEMA)为单体、偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂制备了末端为香豆素光响应基元的双亲性遥爪聚合物(C-PDMAEMA). 用FTIR, GPC, ¹H NMR等对该聚合物进行了结构表征. 研究表明该遥爪聚合物可直接在水中形成纳米聚集体|且其香豆素端基可在365 和254 nm交替光照下进行可逆光二聚反应. 同时纳米粒度跟踪(Malvern Zetasizer Nano-ZS)、透射电镜(TEM)跟踪结果表明, 随香豆素端基光二聚反应的进行, 聚合物纳米聚集体的粒径逐渐增大|反之, 随着光解二聚反应的进行, 该纳米聚集体的粒径逐渐减小.     

β-环糊精和遥爪聚合物C-PDMAEMA的包结行为

以香豆素二硫化物(C-S-S-C)/三丁基膦(Bu3P)复合体系为链转移剂,甲基丙烯酸-N,N-二甲氨基乙酯(DMAEMA)为单体,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂制备了末端为香豆素光响应基元的双亲性遥爪聚合物(C-PDMAEMA).用傅里叶变换红外(FTIR)光谱仪、凝胶渗透色谱(GPC)、核磁共振氢谱(1H-NMR)等对该聚合物进行了结构表征.并用紫外-可见吸收光谱和荧光光谱及光二聚反应考察了β-环糊精与香豆素端基的包结络合行为.研究表明:β-环糊精与香豆素端基足以1∶1形式进行包结,其包结常数K=(1.270+0.062)x104 L·mol-1;光二聚反应实验表明该包结络合作用处于一快速平衡中,其对香豆素端基光二聚反应的影响甚微.     

二维配位聚合物[Zn(PDC)(phen)]n的合成、晶体结构及荧光性质

合成了锌(II)与3,4-吡啶二羧酸和1,10-邻菲啰啉形成的配位聚合物[Zn(PDC)(phen)]_n (1) (H₂PDC＝3,4-吡啶二羧酸, phen＝1,10-邻菲啰啉), 对其进行了元素分析、红外光谱和X射线单晶衍射表征, 测定了晶体结构. 该聚合物属单斜晶系, P2(1)/n空间群, a＝0.77136 nm, b＝1.9757(4) nm, c＝1.0680(2) nm, β＝95.36(3)°, V＝1.6205(6) nm³, Z＝4, D_c＝1.683 Mg/m³, M_r＝410.68, F(000)＝832, μ＝1.55 mm^－1, 最终偏离因子R₁＝0.0608, wR₂＝0.0967. 该化合物中Zn原子与来自两个PDC的三个羧基氧原子, 另外一个PDC的吡啶氮原子, 以及phen的两个氮原子配位, 形成的ZnN₃O₃八面体通过PDC桥联形成二维层状网络结构. 此外还研究了该聚合物的热性质和荧光性质.     

4,4′-二乙炔二苯甲烷与苯乙炔的共聚及共聚物的表征研究

 本文做了4,4′-二乙炔二苯甲烷的本体热均聚和催化均聚,并用(Ph₃P)₂PdCl₂为催化剂做了4,4′-二乙炔二苯甲烷与苯乙炔的共聚,对均聚和共聚物中的不溶不熔组分测定了密度、溶胀度、Huggins参数以及交联点间的平均分子量M_c。实验表明,该交联聚合物的最良溶剂是四氢呋喃,溶度参数为9.9ca1^0.5。cm^-1.5,当用四氢呋喃为溶剂时的Huggins参数为0.34,并且在单体摩尔比中4,4′-二乙炔二苯甲烷用量越多,溶胀度越小,交联度越大。红外光谱分析表明,所有均聚及共聚物都为反式结构。     

镍螺旋化合物及其杂银配位聚合物的设计合成与结构

采用两个易扭转异构的双三齿有机配体，双吡啶二甲基-6,6′-二酰肼-2,2′-连吡啶(H₂L¹)和双吡啶二乙基-6,6′-二酰肼-2,2′-连吡啶(H₂L²)，和金属镍离子组装得到2个金属螺旋体(helicate)，Ni₂(HL¹)₂(PF₆)(BF₄)(CH₃OH)(H₂O)₂ (1)和Ni₂(HL²)(H₂L²)(ClO₄)₃(C₂H₅OH)(CH₃OH)H₂O)₃ (2),并测定了它们的晶体结构。同时由配体H₂L³出发,通过逐级组装的方法,得到一个镍-银杂金属的配位聚合物Ni₂Ag₂(HL³)₂(ClO₄)₂(CH₃CN)₃ (3)。单晶结构表明，配位聚合物3中配体H₂L³首先与镍离子组装成分子盒化合物(molecular box)，该结构单元进一步通过Ag离子与分子盒外围N原子配位，使分子盒互相串连成一维配位聚合物3，分子盒聚集体沿c方向伸展成一维链结构，链与链之间相互平行，进一步堆积成二维孔道结构。     

尿素作为造孔剂对聚乙烯支撑的PAMS聚合物电解质性能的改进

采用乳液聚合法合成聚(丙烯腈-甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯) (P(AN-MMA-ST)或者共聚物PAMS), 并利用尿素作为造孔剂制备了聚乙烯(PE)支撑的PAMS聚合物膜(PE-PAMS-U)及凝胶聚合物电解质(GPE). 利用傅里叶变换红外(FTIR)光谱、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、热重(TG)分析、线性电位扫描(LSV)、电化学阻抗谱(EIS)以及充放电等方法对PAMS聚合物以及PE支撑的聚(丙烯腈-甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯) (PE-PAMS)聚合物隔膜及凝胶聚合物电解质的性能进行了研究. 结果表明, 利用尿素作为造孔剂可以提高PE-PAMS凝胶聚合物的性能. 由于尿素的加入, 聚合物膜呈现均匀的微孔结构, 室温下的电导率从1.1×10^-3 S·cm^-1提高到2.15×10^-3 S·cm^-1. 同时, 锂电极/聚合物电解质界面上的电荷传递电阻也从480 Ω·cm²降低到 250 Ω·cm². 电化学稳定窗口为5.0 V. 电池(Li/PE支撑的GPE/LiCoO₂)的测试证明, 用尿素作为造孔剂的凝胶聚合物锂离子电池表现出优良的倍率性能和循环性能.     

氧化响应性含硒聚己内酯-b-聚磷酸酯三嵌段 聚合物胶束的合成及性能

以聚己内酯为大分子引发剂、异辛酸亚锡为催化剂引发磷酸酯单体2-乙氧基-2-氧-1,3,2-二氧磷酸酯环戊烷(EOP)开环聚合得到二嵌段的聚己内酯-b-聚磷酸酯聚合物PCL-PEEP。以1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺,4-二甲氨基吡啶为偶合催化体系,以新合成的二羧酸含硒小分子3,3′-硒代二丙酸(Se-DCP)为偶联剂,得到含硒三嵌段聚合物PCL-PEEP-Se-PEEP-PCL,并采用溶剂挥发法制备该聚合物的胶束。通过核磁共振、红外光谱和凝胶渗透色谱对聚合物的结构进行了表征,通过荧光光谱、核磁共振氢谱、动态光散射和透射电镜对聚合物胶束的临界胶束浓度和氧化响应性进行了分析表征,利用噻唑蓝(MTT)比色法评价了聚合物胶束的生物相容性。结果表明:硒元素成功引入到聚合物中;聚合物胶束的临界胶束质量浓度为0.022mg/mL,胶束为平均粒径约91nm的球形;在过氧化氢的氧化条件下,胶束粒径出现不规则变化且球形胶束发生解组装;聚合物胶束具有良好的生物相容性。     

光敏感三臂星形聚[甲基丙烯酸2-(二甲氨基)乙酯]的合成及其光敏性能研究

以香豆素为光敏感基元,通过多步反应制备了三臂ATRP引发剂C-Br3,然后以CuBr/PMDETA为催化体系、甲基丙烯酸2-(二甲氨基)乙酯(DMAEMA)为单体,ATRP聚合法制备了三臂星形聚合物C-(PDMAEMA)3.用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、紫外-可见光分光光度计(UV-Vis)和核磁共振仪(1H-NMR)等对C-Br3及聚合物进行了结构表征.研究表明,该三臂星形聚合物可在水中直接形成胶束,且该聚合物可在365和254 nm交替紫外光照下发生可逆光二聚反应.纳米粒度跟踪显示,光照前其胶束粒径为(87.7±27.8)nm、呈高斯分布;而在365和254 nm光反应后,聚合物胶束粒径大小与分布仅发生微弱变化.这可能是因为在光二聚反应前后,聚合物的双亲结构变化微弱所致.     

新型铱配合物的合成及电致发光性质研究

合成了一种新型橙红色磷光材料铱的配合物(npp)₂Ir(acac)(npp=2-(1-萘基)-4-苯基吡啶，acac=乙酰丙酮)，通过 ¹H NMR、MS、元素分析对其结构进行了表征。以铱配合物(npp)₂Ir(acac)作为发光体，制备了结构为ITO/Ir(5%)：PVK(60 nm)/F-TBB(15 nm)/Alq₃(15 nm)/LiF(1 nm)/Al(150 nm)的电致发光器件，研究了其电致发光性质。结果表明器件的最大发射波长在599 nm，最大发光亮度为3 841 cd·m^-2，最大电流效率达3.9 cd·A^-1。     

二维配位聚合物[Zn(PDC)(phen)]n的合成、晶体结构及荧光性质

合成了锌(II)与3,4-吡啶二羧酸和1,10-邻菲啰啉形成的配位聚合物[Zn(PDC)(phen)]_n (1) (H₂PDC＝3,4-吡啶二羧酸, phen＝1,10-邻菲啰啉), 对其进行了元素分析、红外光谱和X射线单晶衍射表征, 测定了晶体结构. 该聚合物属单斜晶系, P2(1)/n空间群, a＝0.77136 nm, b＝1.9757(4) nm, c＝1.0680(2) nm, β＝95.36(3)°, V＝1.6205(6) nm³, Z＝4, D_c＝1.683 Mg/m³, M_r＝410.68, F(000)＝832, μ＝1.55 mm^－1, 最终偏离因子R₁＝0.0608, wR₂＝0.0967. 该化合物中Zn原子与来自两个PDC的三个羧基氧原子, 另外一个PDC的吡啶氮原子, 以及phen的两个氮原子配位, 形成的ZnN₃O₃八面体通过PDC桥联形成二维层状网络结构. 此外还研究了该聚合物的热性质和荧光性质.     

2，3-吡啶二甲酸和1，4-二咪唑基丁烷构筑的Cd（Ⅱ）配合物的合成、晶体结构及荧光性质

合成了一个配位聚合物{[Cd（pdc）（bbi）]·2H₂O}_n（H₂pdc=2,3-吡啶二甲酸,bbi=1,4-二咪唑基丁烷）,利用元素分析、红外光谱和X-射线单晶衍射考察了配合物的结构。配合物中,Cd(Ⅱ)的配位数为5,每个Cd(Ⅱ)与1个吡啶二甲酸离子的1个羧基氧原子和吡啶氮原子,另1个吡啶二甲酸离子的1个羧基氧原子,以及2个1,4-二咪唑基丁烷的2个氮原子配位。吡啶二甲酸离子的配位方式可以表示为μ-（κ³N,O²：O³）,Cd(Ⅱ)与之连接形成一维骨架链[Cd（pdc）]_∞。配体1,4-二咪唑基丁烷采用了“Ω”和“S”两种构型,它们进一步与中心原子配位形成三维网络结构。配合物为三重穿插的金刚石型网络结构,拓扑学符号为6⁶。受光激发,该配合物在426nm处有一个发射峰。     

3,5-二(吡啶-4-甲氧基)苯甲酸和芳香二羧酸配体构建的具有3,4-连接四重和三重穿插的d10金属配位聚合物

以3,5-二(吡啶-4-甲氧基)苯甲酸(HL)与芳香二羧酸为配体,在水热条件下与Zn(Ⅱ)或Cd(Ⅱ)盐反应得到4个具有3,4-连接多重穿插结构的配位聚合物:[Zn₂L₂(tdc)]n (1),{[Zn₄L₄(Hhdc)₂]·H₂O}n (2),{[Zn₂L₂(Hhdc)]·H₂O}n (3),{[Cd₂L₂(bdtc)(H₂O)]·0.5H₂O}n (4)(H₂tdc=2,5-噻吩二甲酸,H₃hdc=5-羟基间苯二甲酸,H₂bdtc=1,4-苯二硫乙酸).晶体结构分析表明,聚合物1~3具有3,4-连接四重穿插的三维网络结构,拓扑符号分别为(4.8²)(4.8⁵) (1)、(6³)(6⁵.8) (2)和(6³)(6⁵.8) (3).4为3,4-连接三重穿插的二维平面结构,拓扑符号为(6³)(6⁶).测定了配位聚合物1、3和4的热稳定性和荧光性质.     

基于5-(4-(2,6-二(2-吡嗪基)-4-吡啶基)苯氧基)间苯二甲酸的Mn(Ⅱ)和Ca(Ⅱ)配位聚合物的合成与晶体结构

采用对苯二甲酸为模板剂, 溶剂热法合成了2个以5-(4-(2, 6-二(2-吡嗪基)-4-吡啶基)苯氧基)间苯二甲酸(H₂L)为配体的金属-有机配位聚合物:{[MnL] ·0.5H₂O}_n (1), {[CaL(H₂O)₂]·H₂O}_n (2)。通过X-射线单晶衍射, 元素分析和红外光谱进行了结构表征。结构分析表明, 1具有(3, 3)-连接的不同手性型二维层面结构, 这些交替出现的单手性左旋型和右旋型二维平面通过配体的吡啶环与吡嗪环间π…π堆积作用构成了三维超分子结构;2是通过L^2-配体羧基桥连接相邻的Ca(Ⅱ)金属中心, 形成一条平行于b轴方向的一维链结构。研究了配位聚合物的热稳定性和2的荧光性质。     

醇-可聚合表面活性剂混合胶束法合成微嵌段缔合聚合物及其流变性

低碳醇与可聚合表面活性剂(surfmer)可以形成混合胶束, 本文通过稳态荧光猝灭法(SSFQ)测定了该混合胶束中可聚合表面活性剂的聚集数, 并通过绝热聚合和后水解工艺合成出不同微嵌段长度的较高分子量(M_w)缔合聚合物聚(丙烯酰胺-丙烯酸钠-十六烷基二甲基烯丙基氯化铵)[P(AM-NaAA-C₁₆DMAAC)]. 聚合物结构经傅里叶变换-红外(FT-IR)光谱和核磁共振碳谱(¹³C NMR)表征证实, 并通过流变性实验研究了微嵌段长度对增粘性能、抗盐性能、粘弹性能的影响规律. 实验结果表明: 该方法可以有效调节缔合聚合物中微嵌段的长度, 随着微嵌段长度增加, 临界缔合浓度(CAC)逐渐降低, 增粘性能、粘弹性能先逐步增加后逐步降低, 并且发现其对聚合物的性能的影响规律中存在最佳嵌段长度.     

基于5-(4-(2,6-二(2-吡嗪基)-4-吡啶基)苯氧基)间苯二甲酸的Mn(Ⅱ)和Ca(Ⅱ)配位聚合物的合成与晶体结构

采用对苯二甲酸为模板剂,溶剂热法合成了2个以5-(4-(2,6-二(2-吡嗪基)-4-吡啶基)苯氧基)间苯二甲酸(H₂L)为配体的金属-有机配位聚合物：{[MnL] ·0.5H₂O}_n (1),{[CaL(H₂O)₂]·H₂O}_n (2)。通过X-射线单晶衍射,元素分析和红外光谱进行了结构表征。结构分析表明,1具有(3,3)-连接的不同手性型二维层面结构,这些交替出现的单手性左旋型和右旋型二维平面通过配体的吡啶环与吡嗪环间π…π堆积作用构成了三维超分子结构;2是通过L^2-配体羧基桥连接相邻的Ca(Ⅱ)金属中心,形成一条平行于b轴方向的一维链结构。研究了配位聚合物的热稳定性和2的荧光性质。     

基于二氰根铬的一系列氰根桥联CrⅢ-CuⅡ-CrⅢ三核配合物的合成、结构与磁性

基于一系列二氰根铬与[Cu(cyclam)](ClO₄)₂反应合成了3个氰根桥联Cr^Ⅲ-Cu^Ⅱ-Cr^Ⅲ三核配合物[Cu(cyclam)][Cr(bpmb)(CN)₂]₂·4H₂O(1)(cyclam=1,4,8,11-四氮杂环十四,bpmb^2-=1,2-二(2-吡啶甲酰胺基)-4-甲基苯),[Cu(cyclam)][Cr(bpdmb)(CN)₂]₂(2)(bpdmb^2-=1,2-二(2-吡啶甲酰胺基)-4,5-二甲基苯)和[Cu(cyclam)][Cr(bpClb)(CN)₂]₂·4H₂O(3)(bpClb^2-=1,2-二(2-吡啶甲酰胺基)-4-氯苯)。单晶衍射结果表明:3个化合物是结构类似的中性三核配合物,均含有氰根桥联的Cr(Ⅲ)-CN-Cu(Ⅱ)-NC-Cr(Ⅲ)连接;磁性研究表明:氰根桥在Cr^Ⅲ和Cu^Ⅱ离子间传递弱的铁磁耦合作用,基于自旋哈密顿算符Ĥ=-2J_CrCuŜ_Cu(Ŝ_Cr1+Ŝ_Cr2)拟合得到它们的磁耦合常数分别是J_CrCu=1.53(2) cm^-1(1),0.45(1) cm^-1(2)和0.73(2) cm^-1(3)。     

3,5-二(吡啶-4-甲氧基)苯甲酸和芳香二羧酸配体构建的具有3,4-连接四重和三重穿插的d10金属配位聚合物

以3,5-二(吡啶-4-甲氧基)苯甲酸(HL)与芳香二羧酸为配体,在水热条件下与Zn(Ⅱ)或Cd(Ⅱ)盐反应得到4个具有3,4-连接多重穿插结构的配位聚合物:[Zn₂L₂(tdc)]_n (1),{[Zn₄L₄(Hhdc)₂]·H₂O}_n (2),{[Zn₂L₂(Hhdc)]·H₂O}_n (3),{[Cd₂L₂(bdtc)(H₂O)]·0.5H₂O}_n (4)(H₂tdc=2,5-噻吩二甲酸,H₃hdc=5-羟基间苯二甲酸,H₂bdtc=1,4-苯二硫乙酸).晶体结构分析表明,聚合物1~3具有3,4-连接四重穿插的三维网络结构,拓扑符号分别为(4.8²)(4.8⁵) (1)、(6³)(6⁵.8) (2)和(6³)(6⁵.8) (3).4为3,4-连接三重穿插的二维平面结构,拓扑符号为(63)(66).测定了配位聚合物1、3和4的热稳定性和荧光性质.     

三嵌段共聚物PAN-b-PEG-b-PAN的合成及其自组装行为的研究

利用原子转移自由基聚合(ATRP)制得了分子量可控、分子量分布窄的聚丙烯腈-b-聚乙二醇-b-聚丙烯腈P(AN-b-PEG-b-PAN)嵌段共聚物. 通过¹H NMR, FTIR, 凝胶渗透色谱(GPC)对所得产物的结构和分子量进行了表征并通过TG和DTA考察了该嵌段共聚物的热稳定性; 运用透射电子显微镜(TEM)、荧光探针技术和动态光散射(DLS)研究了P(AN)₂₇-b-P(EG)₄₅-b-P(AN)₂₇在溶剂水中胶束的形成、结构、形貌和胶束粒径. 结果表明, 三嵌段共聚物P(AN)₂₇-b-P(EG)₄₅-b-P(AN)₂₇的热稳定性较纯聚乙二醇P(EG)好, 且柔性链PEG的引入对嵌段共聚物的放热峰位置没有显著的影响. 当改变此嵌段共聚物溶液浓度时, 该嵌段共聚物会自组装成不同形状的胶束, DLS测量的胶束粒径大于TEM观察的结果, 其临界胶束浓度(cmc)约为4.46×10^－4 g•L^－1.     

吡啶基团的对称性和离子化对分子双光子吸收截面的影响

采用超快速激光光谱方法研究了含吡啶基团的四个联苯乙烯衍生物及两个杂环分子(A: 4,4’-二(2-(4-吡啶基)乙烯)联苯; B: 4,4’-二(2-(2-吡啶基)乙烯)联苯; C: 1-甲基-4-(2-(4’-(2-(4-吡啶基)乙烯基)-4-联苯)乙烯基)吡啶碘盐; D: 1-甲基-2-(2-(4’-(2-(2-吡啶基)乙烯基)-4-联苯)乙烯基)吡啶碘盐; E: 4-(2-(9-丁基-9氢-3-咔唑)乙烯基)-1-甲基吡啶碘盐; F: 4-(2-(9-丁基-9氢-3-咔唑)乙烯基)-1-甲基喹啉碘盐)的结构-性能关系. 实验结果显示双光子吸收截面最大的是分子E, 高达617.3 GM; 最小的是分子B, 为19.3 GM(1 GM=10^-50 cm⁴·s·photon^-1). 实验研究结果表明, 分子中吡啶基团的对称性及其离子化对分子双光子吸收截面起很重要的作用; 进一步用理论计算证实了以上实验结论并对其机制进行了分析讨论.