《环糊精插层水滑石的组装及其包合性能研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《环糊精插层水滑石的组装及其包合性能研究（31页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、应用化学专业优秀论文应用化学专业优秀论文 环糊精插层水滑石的组装及其包合性能研环糊精插层水滑石的组装及其包合性能研究究关键词：水滑石关键词：水滑石 羧甲基羧甲基 -环糊精环糊精 插层组装插层组装 苯基乙二醇苯基乙二醇 十二烷基苯十二烷基苯 手性吸手性吸 附附 包合性能包合性能摘要：本论文依据插层组装理论，以层状双氢氧化物（Layered double hydroxides，LDHs）为主体，羧甲基 -环糊精（CMCD）为客体，分别采用离 子交换法和原位生长法制备了环糊精插层水滑石（CMCD-LDH）的粉体和薄膜。 系统而深入地研究了 CMCD-LDH 粉体及薄膜材料对外消旋苯基乙二醇（PED）
2、的 手性拆分性能，及其包合十二烷基苯（DDB）的性能。揭示了 CMCD-LDH 材料的 手性拆分机理以及 LDH 层板和 CMCD 的双重限域效应对包合客体分子光学性质的 影响，并探讨了此类插层材料在手性拆分、吸附中性客体分子、光学增效等领 域的潜在应用前景。 利用 LDHs 层间阴离子的可交换性将 CMCD 插入 LDH 层间， 制备了 CMCD-LDH 粉体。采用 XRD、FT-IR、ICP、TG-DTA 等手段对该插层产物进 行了表征，得到其超分子结构模型。发现 CMCD 采取轴线垂直层板的单层定位方 式排列于主体层板间，主-客体间存在静电及氢键相互作用。采用手性高效液相 色谱等手段研究
3、了 CMCD-LDH 对外消旋 PED 的手性吸附性能。研究发现层间的 CMCD 空腔和 LDH 外表面分别对外消旋 PED 产生选择性和非选择性吸附，并分别 采用 Langmuir-Freundlich 和 Freundlich 等温线模型描述了这两种吸附过程。 针对 CMCD-LDH 对 PED 的吸附过程，对平行扩散模型进行了修正，修正后的模型 很好地描述了全部吸附过程。 采用本实验室提出的原位生长技术制备了 LDH 层板垂直于基底排列的 CMCD-LDH 膜，并采用 XRD、FT-IR 和 SEM 对膜的结构、 组成和表面形貌进行了表征。研究发现该薄膜材料对外消旋 PED 具有手性选择
4、 性吸附的能力，LDH 薄膜材料的层间 CMCD 空腔和外表面分别发生选择性和非选 择性吸附。分别采用 Langmuir-Freundlich 和 Freundlich 等温线模型描述了这 两种吸附过程。针对 CMCD-LDH 膜对 PED 的吸附，发现膜扩散模型很好地拟合了 该过程，进一步计算得到不同温度下的表观扩散系数。对比 CMCD-LDH 粉体和薄 膜的手性吸附特性，发现薄膜材料不仅具有更高的手性选择吸附，而且具有易 分离、易回收、流失少等优点。因此，CMCD-LDH 薄膜材料在拆分宏量手性醇领 域具有潜在的应用价值。 研究发现在组装得到的 CMCD-LDH 材料中，CMCD 纳 米级
5、空腔的上下开口被 LDH 层板所遮蔽形成了封闭的纳米笼。该笼可通过 LDH 的溶胀/干燥过程实现可控开关。选取 DDB 作为客体分子，研究了该纳米笼对中 性分子的包合性质。分别提出了“先插层后包合”和“先包合后插层”的方法， 并制备了 CMCD-LDH 包合 DDB 的粉体；提出以溶剂蒸发法制备 CMCD-LDH 包合 DDB 的薄膜，并用 XRD、FT-IR、ICP、TG-MS、SEM 等手段对包合产物的结构、 组成、热分解行为及表面形貌进行了研究。进一步的研究证实 LDH 层板和层间 CMCD 的空腔对 DDB 光学性质存在双重限域效应。与未插层 CMCD 空腔的限域效 应相比，发现 CM
6、CD-LDH 的双重限域效应能够更加明显地限制客体分子的运动， 从而导致 DDB 的荧光光谱发生蓝移，荧光寿命增长。 综上所述，本论文系统 研究了 CMCD-LDH 对外消旋体的手性拆分以及包合中性分子的性能。揭示了 CMCD-LDH 材料的手性拆分机理以及手性吸附规律；还研究了 CMCD-LDH 的包合 过程以及 LDH 层板和 CMCD 的双重限域效应对包合客体分子光学性质的影响。本工作对于揭示复杂超分子体系中主客体的相互作用具有一定的理论意义，并为 实现此类插层结构 LDH 材料用于外消旋体的手性拆分和中性分子的吸附、存储、 光学增效等领域提供了实验依据。正文内容正文内容本论文依据插层组
7、装理论，以层状双氢氧化物（Layered double hydroxides，LDHs）为主体，羧甲基 -环糊精（CMCD）为客体，分别采用离 子交换法和原位生长法制备了环糊精插层水滑石（CMCD-LDH）的粉体和薄膜。 系统而深入地研究了 CMCD-LDH 粉体及薄膜材料对外消旋苯基乙二醇（PED）的 手性拆分性能，及其包合十二烷基苯（DDB）的性能。揭示了 CMCD-LDH 材料的 手性拆分机理以及 LDH 层板和 CMCD 的双重限域效应对包合客体分子光学性质的 影响，并探讨了此类插层材料在手性拆分、吸附中性客体分子、光学增效等领 域的潜在应用前景。 利用 LDHs 层间阴离子的可交换性
8、将 CMCD 插入 LDH 层间， 制备了 CMCD-LDH 粉体。采用 XRD、FT-IR、ICP、TG-DTA 等手段对该插层产物进 行了表征，得到其超分子结构模型。发现 CMCD 采取轴线垂直层板的单层定位方 式排列于主体层板间，主-客体间存在静电及氢键相互作用。采用手性高效液相 色谱等手段研究了 CMCD-LDH 对外消旋 PED 的手性吸附性能。研究发现层间的 CMCD 空腔和 LDH 外表面分别对外消旋 PED 产生选择性和非选择性吸附，并分别 采用 Langmuir-Freundlich 和 Freundlich 等温线模型描述了这两种吸附过程。 针对 CMCD-LDH 对 PE
9、D 的吸附过程，对平行扩散模型进行了修正，修正后的模型 很好地描述了全部吸附过程。 采用本实验室提出的原位生长技术制备了 LDH 层板垂直于基底排列的 CMCD-LDH 膜，并采用 XRD、FT-IR 和 SEM 对膜的结构、 组成和表面形貌进行了表征。研究发现该薄膜材料对外消旋 PED 具有手性选择 性吸附的能力，LDH 薄膜材料的层间 CMCD 空腔和外表面分别发生选择性和非选 择性吸附。分别采用 Langmuir-Freundlich 和 Freundlich 等温线模型描述了这 两种吸附过程。针对 CMCD-LDH 膜对 PED 的吸附，发现膜扩散模型很好地拟合了 该过程，进一步计算得
10、到不同温度下的表观扩散系数。对比 CMCD-LDH 粉体和薄 膜的手性吸附特性，发现薄膜材料不仅具有更高的手性选择吸附，而且具有易 分离、易回收、流失少等优点。因此，CMCD-LDH 薄膜材料在拆分宏量手性醇领 域具有潜在的应用价值。 研究发现在组装得到的 CMCD-LDH 材料中，CMCD 纳 米级空腔的上下开口被 LDH 层板所遮蔽形成了封闭的纳米笼。该笼可通过 LDH 的溶胀/干燥过程实现可控开关。选取 DDB 作为客体分子，研究了该纳米笼对中 性分子的包合性质。分别提出了“先插层后包合”和“先包合后插层”的方法， 并制备了 CMCD-LDH 包合 DDB 的粉体；提出以溶剂蒸发法制备
11、CMCD-LDH 包合 DDB 的薄膜，并用 XRD、FT-IR、ICP、TG-MS、SEM 等手段对包合产物的结构、 组成、热分解行为及表面形貌进行了研究。进一步的研究证实 LDH 层板和层间 CMCD 的空腔对 DDB 光学性质存在双重限域效应。与未插层 CMCD 空腔的限域效 应相比，发现 CMCD-LDH 的双重限域效应能够更加明显地限制客体分子的运动， 从而导致 DDB 的荧光光谱发生蓝移，荧光寿命增长。 综上所述，本论文系统 研究了 CMCD-LDH 对外消旋体的手性拆分以及包合中性分子的性能。揭示了 CMCD-LDH 材料的手性拆分机理以及手性吸附规律；还研究了 CMCD-LDH
12、 的包合 过程以及 LDH 层板和 CMCD 的双重限域效应对包合客体分子光学性质的影响。本 工作对于揭示复杂超分子体系中主客体的相互作用具有一定的理论意义，并为 实现此类插层结构 LDH 材料用于外消旋体的手性拆分和中性分子的吸附、存储、 光学增效等领域提供了实验依据。 本论文依据插层组装理论，以层状双氢氧化物（Layered double hydroxides，LDHs）为主体，羧甲基 -环糊精（CMCD）为客体，分别采用离子交换法和原位生长法制备了环糊精插层水滑石（CMCD-LDH）的粉体和薄膜。 系统而深入地研究了 CMCD-LDH 粉体及薄膜材料对外消旋苯基乙二醇（PED）的 手性拆
13、分性能，及其包合十二烷基苯（DDB）的性能。揭示了 CMCD-LDH 材料的 手性拆分机理以及 LDH 层板和 CMCD 的双重限域效应对包合客体分子光学性质的 影响，并探讨了此类插层材料在手性拆分、吸附中性客体分子、光学增效等领 域的潜在应用前景。 利用 LDHs 层间阴离子的可交换性将 CMCD 插入 LDH 层间， 制备了 CMCD-LDH 粉体。采用 XRD、FT-IR、ICP、TG-DTA 等手段对该插层产物进 行了表征，得到其超分子结构模型。发现 CMCD 采取轴线垂直层板的单层定位方 式排列于主体层板间，主-客体间存在静电及氢键相互作用。采用手性高效液相 色谱等手段研究了 CMC
14、D-LDH 对外消旋 PED 的手性吸附性能。研究发现层间的 CMCD 空腔和 LDH 外表面分别对外消旋 PED 产生选择性和非选择性吸附，并分别 采用 Langmuir-Freundlich 和 Freundlich 等温线模型描述了这两种吸附过程。 针对 CMCD-LDH 对 PED 的吸附过程，对平行扩散模型进行了修正，修正后的模型 很好地描述了全部吸附过程。 采用本实验室提出的原位生长技术制备了 LDH 层板垂直于基底排列的 CMCD-LDH 膜，并采用 XRD、FT-IR 和 SEM 对膜的结构、 组成和表面形貌进行了表征。研究发现该薄膜材料对外消旋 PED 具有手性选择 性吸附的
15、能力，LDH 薄膜材料的层间 CMCD 空腔和外表面分别发生选择性和非选 择性吸附。分别采用 Langmuir-Freundlich 和 Freundlich 等温线模型描述了这 两种吸附过程。针对 CMCD-LDH 膜对 PED 的吸附，发现膜扩散模型很好地拟合了 该过程，进一步计算得到不同温度下的表观扩散系数。对比 CMCD-LDH 粉体和薄 膜的手性吸附特性，发现薄膜材料不仅具有更高的手性选择吸附，而且具有易 分离、易回收、流失少等优点。因此，CMCD-LDH 薄膜材料在拆分宏量手性醇领 域具有潜在的应用价值。 研究发现在组装得到的 CMCD-LDH 材料中，CMCD 纳 米级空腔的上下
16、开口被 LDH 层板所遮蔽形成了封闭的纳米笼。该笼可通过 LDH 的溶胀/干燥过程实现可控开关。选取 DDB 作为客体分子，研究了该纳米笼对中 性分子的包合性质。分别提出了“先插层后包合”和“先包合后插层”的方法， 并制备了 CMCD-LDH 包合 DDB 的粉体；提出以溶剂蒸发法制备 CMCD-LDH 包合 DDB 的薄膜，并用 XRD、FT-IR、ICP、TG-MS、SEM 等手段对包合产物的结构、 组成、热分解行为及表面形貌进行了研究。进一步的研究证实 LDH 层板和层间 CMCD 的空腔对 DDB 光学性质存在双重限域效应。与未插层 CMCD 空腔的限域效 应相比，发现 CMCD-LDH 的双重限域效应能够更加明显地限制客体分子的运动， 从而导致 DDB 的荧光光谱发生蓝移，荧光寿命增长。 综上所述，本论文系统 研究了 CMCD-LDH 对外消旋体的手性拆分以及包合中性分子的性能。揭示了 CMCD-LDH 材料的手性拆分机理以及手性吸附规律；还研究了 CMCD-LDH 的包合 过程以及 LDH
