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叠氮有机—无机杂化硅胶的制备与应用

罗淼  
【摘要】:介孔二氧化硅在催化、吸附、分离等领域有着非常广泛的应用,硅胶表面修饰是实现其功能化的重要步骤,在实际应用中要求硅胶的表面反应有高的反应效率和选择性,而click chemistry即能顺应此要求。本论文研究了一种可以通过click chemistry对材料的表面进行修饰的叠氮有机-无机杂化硅胶基质材料,并且对该叠氮有机-无机杂化硅胶的表面修饰进行了初步尝试。 采用季铵型高分子阳离子表面活性剂为结构导向剂,以正硅酸乙酯(TEOS)和γ-叠氮丙基三乙氧基硅烷(AzPTES)为硅源,通过溶胶-凝胶法制备了球形叠氮有机-无机杂化硅胶,并系统地考察了表面活性剂组成、溶剂、老化温度等因素对微球形貌及孔径的影响,其中,甲醇-水的比例控制在一定范围内可以获得粒径较为均匀的球形硅胶;适当降低表面活性剂的浓度可提高微球的单分散性;通过调节老化温度,可使材料的孔径在71A-176 A可控,较大的孔径有利于有机功能基团尤其是大分子化合物在无机介质中的引入;同时通过改变溶胶-凝胶条件下硅源的比例,可调节材料表面叠氮基团的密度,从而可对进一步通过click chemisty在材料表面键合的有机功能基团的密度控制提供一种方法;论文中同时还考察了在溶胶-凝胶过程中添加十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为助模板剂对叠氮有机-无机杂化硅胶形貌、比表面和孔径的影响。 在材料制备的基础上,通过click chemistry反应在硅胶表面引入有机功能基团,制备了CBS固载型催化剂和酒石酸型手性固定相、C8固定相和氨基固定相,并对材料进行了初步的应用研究。CBS固载型催化剂在苯乙酮的还原中显示了一定的不对称催化能力;酒石酸型手性固定相对联萘酚类化合物显示了一定的手性拆分性能;C8型和氨基型固定相分别保持了其疏水和亲水性能,同时由于click chemistry反应中三唑环的引入可为化合物的分离补充一种离子交换机制。


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