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氢键对位阻型二芳基乙烯有机凝胶性能影响

华东理工大学学报（自然科学版） 2023年第1期49卷 1-11页

作者：沈海欣李萌祺朱为宏华东理工大学化学与分子工程学院精细化工研究所上海200237

基于位阻型二芳基乙烯,合成了两种光响应有机凝胶分子ap-BAM和ap-YJ,其荧光性能和凝胶性能可通过光照进行有效可逆调控,并且两种分子在溶液中均具有优异的光响应性能。目标分子ap-BAM可通过氢键结合单元在常温下形成凝胶,而参比分子ap-Y... 详细信息

基于位阻型二芳基乙烯,合成了两种光响应有机凝胶分子ap-BAM和ap-YJ,其荧光性能和凝胶性能可通过光照进行有效可逆调控,并且两种分子在溶液中均具有优异的光响应性能。目标分子ap-BAM可通过氢键结合单元在常温下形成凝胶,而参比分子ap-YJ只能在低温下形成凝胶。研究表明两种凝胶分子均具有聚集诱导发光性能,在凝胶开环态均表现出较强的荧光性能;当受到紫外光照射后,则由凝胶态转化为溶液态,并发生了荧光淬灭。扫描电子显微镜测试结果表明,ap-BAM凝胶形成了致密的三维多孔网络,而ap-YJ凝胶仅形成了致密薄膜,表明具有氢键结构单元的ap-BAM凝胶具有更好的凝胶性能。

关键词：光致变色二芳基乙烯有机凝胶聚集诱导发光氢键

含偶氮苯基元联酰胺衍生物的有机凝胶和光响应性质

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高等学校化学学报 2017年第9期38卷 1695-1700页

作者：李志明丁强谷晓俊辛红白炳莲李敏吉林大学汽车材料教育部重点实验室长春130012 吉林大学物理学院长春130012 深圳大学化学与环境工程学院深圳518060

设计合成了具有不同末端烷基链长度的偶氮苯类联酰胺衍生物N-(3,4-n-氧基苯基)-N'-4-(偶氮苯基)苯甲酰肼(Dn,n=7,8,10).Dn可以形成稳定的有机凝胶,末端烷基链增加有利于提高凝胶能力和热力学稳定性.凝胶形成的驱动力主要为联酰胺基团间... 详细信息

设计合成了具有不同末端烷基链长度的偶氮苯类联酰胺衍生物N-(3,4-n-氧基苯基)-N'-4-(偶氮苯基)苯甲酰肼(Dn,n=7,8,10).Dn可以形成稳定的有机凝胶,末端烷基链增加有利于提高凝胶能力和热力学稳定性.凝胶形成的驱动力主要为联酰胺基团间的分子间氢键以及偶氮苯基团间的π-π相互作用和烷基链间的范德华力.在紫外光照射下,Dn中的反式偶氮苯向顺式转化,并且在溶液中的光响应性非常显著,但凝胶态下偶氮苯的光致顺反异构不能诱导凝胶-溶胶的转变.

关键词：偶氮苯联酰胺有机凝胶光响应

基于香蕉形液晶分子自组装的纳米螺旋丝有机凝胶及其流变特性

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物理学报 2020年第8期69卷 197-203页

作者：王行政杨晨静蔡历恒陈东浙江大学能源工程学院化工机械研究所杭州310027 弗吉尼亚大学材料科学工程学院美国夏洛茨维尔22904

在香蕉形液晶分子B4相态中,非手性香蕉形液晶分子自组装形成层状结构,分子在层内倾斜,形成层手性和自发极化,并且造成层内不匹配,最终形成纳米螺旋丝.本文设计了NOBOW/十六烷混合体系,在高温时,香蕉形液晶分子溶解于十六烷,在低温时,香... 详细信息

在香蕉形液晶分子B4相态中,非手性香蕉形液晶分子自组装形成层状结构,分子在层内倾斜,形成层手性和自发极化,并且造成层内不匹配,最终形成纳米螺旋丝.本文设计了NOBOW/十六烷混合体系,在高温时,香蕉形液晶分子溶解于十六烷,在低温时,香蕉形液晶分子自组装形成纳米螺旋丝,并最终形成三维网络,变成有机凝胶.为深入理解纳米螺旋丝有机凝胶的特性,拓展其在软物质领域的应用,本文通过流变实验对该有机凝胶的黏弹性质进行了系统研究.实验表明纳米螺旋丝有机凝胶与传统凝胶不同,纳米螺旋丝有机凝胶可以随温度变化形成凝胶-流体的可逆变化,并且通过测量NOBOW/十六烷混合体系在不同液晶分子浓度、温度、应变大小和应变速率下的流变特征,揭示了该有机凝胶的流变特性与纳米螺旋丝的性质密切相关.

关键词：香蕉形液晶螺旋纳米丝有机凝胶黏弹性

对氟离子呈现状态和比色响应的有机凝胶的研究进展

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材料导报 2019年第9期33卷 1583-1594页

作者：韦学玉杨晓凡白炳莲徐晓平李济源刘志刚安徽工程大学建筑工程学院芜湖241000 安徽工程大学生物与化学工程学院芜湖241000 吉林大学物理学院长春130012 宁波市自来水有限公司宁波315041

氟离子刺激响应的有机凝胶因子通过氢键识别或复合氟离子,使紫外吸收波长红移而发生颜色变化,实现比色响应;同时破坏凝胶形成的主要驱动力,诱导凝胶-溶胶转变,实现状态响应。能够响应外界氟离子刺激的有机凝胶在氟离子检测方面表现出明... 详细信息

氟离子刺激响应的有机凝胶因子通过氢键识别或复合氟离子,使紫外吸收波长红移而发生颜色变化,实现比色响应;同时破坏凝胶形成的主要驱动力,诱导凝胶-溶胶转变,实现状态响应。能够响应外界氟离子刺激的有机凝胶在氟离子检测方面表现出明显的优势,具有方便快捷的肉眼检测效果,并且可以实现氟离子对准固体的检测,因此,具有氟离子刺激响应性的小分子有机凝胶受到人们越来越多的关注。文献报道较多的氟离子响应有机凝胶只能对氟离子刺激呈现状态响应,即氟离子加入能够诱导凝胶-溶胶转变,却不能诱导体系颜色变化;或者只能对氟离子刺激呈现比色响应,即氟离子加入能够诱导体系颜色变化,却不能诱导凝胶-溶胶转变。而对氟离子具有双重响应性的有机凝胶在氟离子探测方面具有更明显的优势,可以同时表现出肉眼可见的状态响应(凝胶-溶胶)和比色响应(颜色变化)。目前为止,对氟离子具有双重响应性的有机凝胶已经有一些报道。研究较多的是氢键型有机凝胶,凝胶因子中含有酰胺、酰腙、脲、酰肼等官能团,分子间氢键相互作用是凝胶形成的主要驱动力。由于氟离子有很强的电负性,能够与凝胶因子上的氢质子复合或发生去质子化,从而导致凝胶的破坏或颜色变化。因此,氟离子的响应机理基本上都是氢键相互作用和去质子化过程。但是凝胶因子与氟离子具体的响应过程千差万别,不仅与凝胶因子提供的氢键类型有直接关系,还与凝胶因子中的共轭基团、取代基性质和位置等有关。因此有必要对氟离子响应有机凝胶进行系统总结。基于此,结合本课题组近期对氟离子响应有机凝胶的研究结果,对近年来文献报道的有关氟离子刺激响应的有机凝胶体系,重点是近年来文献报道的对氟离子同时表现出肉眼可见的状态和比色响应的有机凝胶体系进行综述,以期为新型氟离子响应有机凝胶体系的分子设计提供一些参考。

关键词：有机凝胶氟离子状态响应比色响应凝胶-溶胶转变

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聚乙烯醇基有机凝胶电解质的制备及性能研究

聚乙烯醇基有机凝胶电解质的制备及性能研究

作者：高杨宁夏师范学院

学位级别：硕士

便携式电子设备因其轻便多样的特点备受关注。传统电解质承受大的变形会导致设备损坏或有毒液体泄漏,实用性受到严重限制。与传统电解质相比,柔性凝胶电解质具有良好的可塑性、极高的安全性和较高的模量值。因此,柔性电解质引起了人们... 详细信息

便携式电子设备因其轻便多样的特点备受关注。传统电解质承受大的变形会导致设备损坏或有毒液体泄漏,实用性受到严重限制。与传统电解质相比,柔性凝胶电解质具有良好的可塑性、极高的安全性和较高的模量值。因此,柔性电解质引起了人们的广泛研究。目前,柔性超级电容器的研究集中在电极的柔性化以及凝胶电解质的制备。然而大部分的柔性超级电容器依然存在离子电导率低和能量密度不高等问题。此外,还需要解决凝胶电解质随时间出现老化以及材料本身失水导致器件性能稳定性差等问题。针对以上问题,本论文制备了一系列具有多种优良性能的有机凝胶。通过添加不同的材料改变聚乙烯醇(PVA)的交联方式以及离子配位模式进行凝胶聚合物电解质的设计与制备,从而提高柔性器件的可加工性、安全性以及离子电导率。本论文主要包括以下几个方面:(1)选择PVA为研究对象,加入对苯二甲酸(PTY)交联酯化形成强作用力酯键来提升凝胶的机械性能。此外,利用二配位的Co代替广为应用的三配位Fe制备得到稳定的聚合物PVA/PTY/Co Cl有机凝胶。通过拉伸测试和电化学测试研究了PVA与PTY的比例以及Co的含量对凝胶机械性能和电化学性能的影响。制备得到的PVA/PTY/Co Cl有机凝胶电解质经过多次反复拉伸之后性能保持良好,拉伸8倍以上仍能快速恢复到原来的长度,展示了良好的柔性和稳定性。以活性炭和PVA/PTY/Co Cl2有机凝胶制备而成的超级电容器表现出较小的欧姆电阻(Rs:1.16Ω)和电荷转移电阻(Rct:1.34Ω),离子电导率为43.3 m S cm。(2)在水/二甲基亚砜(HO/DMSO)二元溶剂中以PVA和三季戊四醇(TTY)为研究对象,通过高温反应生成强化学键醚键,进而制备了一种多功能抗冻导电有机凝胶聚合物电解质PVA/TTY。基于HO/DMSO二元溶剂的抗冻性,该有机凝胶在-20～20℃的温度范围内表现出良好的力学性能和长期稳定性。同时,基于PVA/TTY有机凝胶制备的柔性超级电容器表现出优异的电极比电容和高的离子电导率(45.2 m S cm),即使在-20℃的低温下,所制备的器件仍表现出较小的Rs(3.02Ω)和Rct(0.95Ω)值,对应的离子电导率为18.9 m S cm。此外,所制备的有机凝胶在不同极性溶剂中表现出可调的光学性能,可作为记录和擦拭的信息存储装置。(3)在水/乙二醇(HO/EG)二元溶剂中以PVA为体系,加入苯并咪唑类衍生物分子(Bh)制备PVA/Bh多性能有机凝胶。得到的有机凝胶不仅具有一定的柔性和机械强度,还具有荧光性、透光性和可循环利用等特性。同时,PVA/Bh有机凝胶在不同的金属离子作用下具有可调的光学行为,进而实现信息的书写、读取和加密。此外,将PVA/Bh有机凝胶夹在活性炭电极之间制备的柔性超级电容器表现出较小的Rs(1.5Ω)和Rct(1.04Ω),PVA/Bh有机凝胶的离子电导率为29.5 m S cm。

关键词：聚乙烯醇有机凝胶聚合物电解质超级电容器

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有机凝胶控水及堵水技术研究

西南石油大学学报（自然科学版） 2013年第6期35卷 141-152页

作者：贾虎蒲万芬 "油气藏地质及开发工程"国家重点实验室.西南石油大学四川成都610500

对国内外有机凝胶调剖堵水的研究成果进行了综述,从聚合物本体凝胶、有机硅凝胶、热/盐/pH敏感性凝胶、就地聚合凝胶以及聚合物微球五大类体系进行了阐述。介绍了各种体系的作用机理、优缺点和现场应用情况。其中聚乙烯亚胺(PEI)交联凝... 详细信息

对国内外有机凝胶调剖堵水的研究成果进行了综述,从聚合物本体凝胶、有机硅凝胶、热/盐/pH敏感性凝胶、就地聚合凝胶以及聚合物微球五大类体系进行了阐述。介绍了各种体系的作用机理、优缺点和现场应用情况。其中聚乙烯亚胺(PEI)交联凝胶体系有低毒、抗温、抗盐等许多优点,可用于恶劣油藏堵水作业。从化学调剖堵水技术发展趋势来看,合成孔喉尺度匹配的各种功能性聚合物微球将是未来深部调驱技术的重点发展方向。在有机凝胶调剖堵水方面取得了一定的研究进展,将对今后相关研究工作和现场应用具有参考价值和指导意义。

关键词：有机凝胶聚乙烯亚胺聚合物微球调剖堵水采收率

有机凝胶偏二甲肼液滴着火燃烧特性及影响因素实验研究

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实验流体力学 2013年第4期27卷 23-31页

作者：聂万胜何博苏凌宇何浩波丰松江侯志勇解放军装备学院航天装备系北京101416 解放军装备学院研究生一队北京101416

针对自燃推进剂接触就能着火燃烧的特点,设计实现了高压飞滴及常压挂滴两套单液滴燃烧实验系统,并开展了有机凝胶偏二甲肼(UDMH)液滴在四氧化二氮(NTO)氧化剂环境中着火燃烧的实验研究,深入分析了其着火燃烧特性及NTO氧化剂浓度、温度... 详细信息

针对自燃推进剂接触就能着火燃烧的特点,设计实现了高压飞滴及常压挂滴两套单液滴燃烧实验系统,并开展了有机凝胶偏二甲肼(UDMH)液滴在四氧化二氮(NTO)氧化剂环境中着火燃烧的实验研究,深入分析了其着火燃烧特性及NTO氧化剂浓度、温度、压力、对流速度、液滴初始尺寸的影响。结果表明:有机凝胶UDMH液滴表面液体燃料耗尽后会形成弹性胶凝剂膜,促使液滴内部出现沸腾蒸发及非稳态蒸汽喷射,导致燃烧火焰出现剧烈扰动。NTO浓度升高,增大了扩散燃烧火焰范围,加速液滴表面燃料蒸汽分解燃烧,有利于提高燃烧速率。NTO温度越低,着火延迟时间越长,并容易导致熄火。NTO对流速度越大,也会增加着火延迟时间,且更容易形成脱体火焰,使其燃烧速率降低。凝胶液滴尺寸越大,其着火延迟时间受对流速度的影响明显减小。NTO压力升高会抑制燃料蒸汽喷射强度,形成更稳定且更靠近液滴表面的双火焰结构。

关键词：有机凝胶自燃推进剂液滴燃烧特性影响因素

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有机凝胶构筑液态油脂晶体网络的研究进展

中国粮油学报 2015年第2期30卷 136-141页

作者：傅红张虹郑丽婷罗淑玲胡鹏叶秀云福州大学生物科学与工程学院福州350108 丰益(上海)生物技术研发中心有限公司上海200137

消费者在十年来对膳食中减少饱和脂肪酸和消除反式脂肪酸的需要,促使脂类质构剂的研究日趋活跃。在液态油脂中添加小分子质量和低浓度的有机凝胶,可以自组装成晶体网络结构,代替饱和脂肪和反式脂肪以固化油脂。植物甾醇、神经酰胺、烷... 详细信息

消费者在十年来对膳食中减少饱和脂肪酸和消除反式脂肪酸的需要,促使脂类质构剂的研究日趋活跃。在液态油脂中添加小分子质量和低浓度的有机凝胶,可以自组装成晶体网络结构,代替饱和脂肪和反式脂肪以固化油脂。植物甾醇、神经酰胺、烷烃和蜡、单酰基甘油酯、乙基纤维素等都属于能够构建疏水性液态油脂的有机凝胶类型。全面叙述了作为新型脂类质构剂的有机凝胶的研究进展和应用前景,并总结了有机凝胶晶体网络微观结构的分析方法,及其分子间非共价键组成晶格的形式和方法。

关键词：有机凝胶脂类质构剂自组装脂肪晶体网络氢键

PVA基苯并咪唑类有机凝胶超级电容器的制备及其性能研究

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PVA基苯并咪唑类有机凝胶超级电容器的制备及其性能研究

作者：耿玉涛宁夏师范学院

学位级别：硕士

有机凝胶具有优异的柔韧性、良好的环境耐受性、高的离子电导性和良好的锁溶剂性,常被用来作为超级电容器的电解质材料。超级电容器是一种新型的储能设备,具有充电速率快、循环寿命长、功率密度高和工作温度宽等优势,从而被广泛应用于... 详细信息

有机凝胶具有优异的柔韧性、良好的环境耐受性、高的离子电导性和良好的锁溶剂性,常被用来作为超级电容器的电解质材料。超级电容器是一种新型的储能设备,具有充电速率快、循环寿命长、功率密度高和工作温度宽等优势,从而被广泛应用于便携式电子设备、新能源汽车工业和军工行业等领域。迄今为止,各种类型的有机凝胶已经应用于超级电容器等领域。然而,传统的有机凝胶表现出差的物理性能和低的能量密度,使得超级电容器的发展和应用受限于有机凝胶材质的性能。目前,尽管在有机凝胶制备的原料和工艺设计方面取得了显著的成就,但是实现有机凝胶优异的物理性能和电化学性能仍然是一个巨大的挑战。因此,制备出物理性能和电化学性能优异的有机凝胶应用于超级电容器具有重要的现实意义。(1)将合成的2,2`-(1,1`-乙酸基)二苯并咪唑(DBA)作为交联剂,HSO作为催化剂和导电剂,引入溶有聚乙烯醇(PVA)的二甲亚砜(DMSO)中,成功制备了PDBA有机凝胶。常温下,PDBA有机凝胶具有优异的弹性、延展性(629%)和荧光性。将PDBA有机凝胶与碳电极组装得到的PDBA-SCs,进行电化学性能测试。PDBA-SCs获得了-1 V～1 V的宽电位窗口、1.247Ω的等效串联电路电阻、40 m S cm的离子电导率、232 F g的比电容和16.16 Wh kg的能量密度。最后,将4个PDBA-SCs与138个3 V的LED灯泡进行串联,LED灯泡发光时长超过3 min。(2)将1,3-二乙酸基苯并咪唑-2-酮(DBE)加入到溶有PVA的DMSO中,HSO作为催化剂和导电剂,成功制备了一种机械性能强的PDBE有机凝胶。常温下,PDBE有机凝胶的伸长率可达685%,并且能够提起超过2 kg的反应釜。敞开体系下,将PDBE有机凝胶和碳电极组装成PDBE-SCs,进行电化学性能测试。PDBE-SCs具有良好的倍率性能、-0.9 V～0.9 V的电位窗口、1.1Ω的等效串联电路电阻和187.5 F g的比电容。最后,将4个PDBE-SCs串联到1个3 V的LED灯泡上,LED灯泡发光时长超过8 min。(3)将2,6-双(1-乙酸基-2-苯并咪唑基)吡啶(BCBP)加入到溶有PVA的DMSO中,HSO作为催化剂和导电剂,对苯二酚(HQ)作为电活性物质,设计并制备了一种电化学性能优异的PBCBP-2-HQ有机凝胶。常温下,PDBCBP-2-HQ有机凝胶的伸长率可达480%。在敞开体系下,将PBCBP有机凝胶和碳电极组装成PBCBP-SCs,进行电化学性能测试。PBCBP-SCs具有良好的倍率性能、-0.9V～0.9 V的电位窗口、1.63Ω的等效串联电路电阻和657.5 F g的比电容。最后,将4个PDBE-SCs串联到72个3 V的LED灯泡上,LED灯泡发光时长超过30 s。

关键词：苯并咪唑聚乙烯醇有机凝胶超级电容器