石墨烯基水凝胶的研究进展

石墨烯具有独特的导电、导热和力学性能,既能够自组装为电化学性能优良的石墨烯水凝胶,又可以与小分子和聚合物进行复合制备多功能性复合水凝胶,大幅度地拓展了传统水凝胶的应用范围。本文主要分为四部分来综述近些年来石墨烯基水凝胶的研究进展。第一部分简要介绍了石墨烯的研究背景和石墨烯基水凝胶的研究意义。第二部分主要根据石墨烯基水凝胶的组成将其分为石墨烯水凝胶、石墨烯/小分子和石墨烯/聚合物复合水凝胶三类,分别介绍了它们的制备方法、形成机理和凝胶性能。其中,对石墨烯/小分子复合水凝胶的介绍以石墨烯基超分子水凝胶为主,而对石墨烯/聚合物复合水凝胶的介绍以智能型水凝胶为主。第三部分主要介绍了石墨烯基水凝胶在超级电容器、水处理、控释药物、微流体开关、催化剂载体等方面的应用和发展。最后,对该领域所面临的挑战进行了总结和展望。     

应用Diels-Alder反应制备聚合物的研究进展

由于Diels-Alder反应具有一系列重要特点(原子经济性、热可逆性、立体选择性、立体专一性和区域选择性等),自从1928年被发现以来,该反应就一直是人们研究的热点。将其应用于聚合物的合成中,可制备一些具有特殊性能的Diels-Alder聚合物,人们在这方面作了大量的研究工作,取得了许多研究成果。本文首先根据不同的分类标准,对应用Diels-Alder反应制备聚合物的研究进行了分类,然后结合本课题组的相关研究工作,综述了近年来人们在该领域的研究进展,最后展望了其研究前景。     

基于超支化聚合物制备单分子纳米胶囊及对其包裹客体能力的研究

采用十六酰氯将商品超支化聚甘油醇部分酯化,再将残留的羟基转化为丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯基,得到了两亲性超支化聚合物。通过1H NMR求得羟基的酯化度和所得两亲性超支化聚合物的数均分子量。此聚合物作为反相胶束型的单分子纳米胶囊,可用来包裹亲水性染料。用紫外光谱评价了纳米胶囊对染料的包裹能力。结果表明,与不含功能基的单分子纳米胶囊相比,带有少量丙烯酸酯基的纳米胶囊可以包裹更多的亲水性染料,且含丙烯酸酯基比含甲基丙烯酸酯基的纳米胶囊包裹效果更明显。     

基于水中的Diels-Alder反应制备水凝胶的研究

首先通过N,N-二甲基丙烯酰胺与甲基丙烯酸糠酯的自由基共聚合成了水溶性的大分子双烯体,然后通过聚乙二醇与N-甘氨酸马来酰亚胺的缩合反应合成了水溶性的大分子亲双烯体,接着,将合成的大分子双烯体与亲双烯体溶解于水中,通过水中的Diels-Alder反应合成了水凝胶,考察了不同温度下的凝胶化时间。研究发现凝胶化时间与温度有很大关系,温度越高,凝胶化时间越短。且合成的水凝胶在水中比较稳定,水中回流8h,凝胶并没有消失。但在DMF中,容易发生逆Diels-Alder反应。本文对合成的水凝胶进行了表征,并探讨了该凝胶体系在药物控释方面的应用。