以非手性阳离子表面活性剂为模板制备手性二氧化硅纳米纤维
详细信息    本馆镜像全文|  推荐本文 |  |   获取CNKI官网全文
摘要
本文主要研究了以下三个方面的内容:
     (1)利用非手性阳离子表面活性剂的超分子自组装体为模板,以非手性的烷基醇为结构助剂在氢氧化钠的碱性条件下制备得到了一系列螺旋介孔二氧化硅纳米结构。烷基醇的加入有利于降低表面活性剂的临界胶束浓度,并且有利于表面裂开状的胶束的形成,同时还会使螺旋介孔二氧化硅纳米结构的表面发生相变。
     (2)手性小分子结构助剂的手性可以传递到超分子自组装体,并以另一种形式存在,如螺旋结构。本文当中,希望利用非手性阳离子表面活性剂为模板,加入手性小分子作为手性诱导剂,通过控制条件,希望得到具有单一手性的螺旋介孔二氧化硅纳米材料。
     (3)利用手性的11PyBr或者12PyBr作为模板,在酸性条件下,加入不同的硅源制备得到了亚乙基,亚甲基,亚乙烯基,苯基等有机基团桥键的各种有机-无机杂化二氧化硅纳米结构。
We mainly discussed three aspects in this paper:
     First, phase transition on the surface of helical mesoporous silica nanofibers were prepared using the self-assembly of achiral cationic surfactants as supra molecular templates and achiral alcohol as co-structure-directing agent in the solution of NaOH. Critical micelle concentration of the surfactant can be reduced by the adding of achiral alcohol, and it was beneficial to formate cracking shape on the surface of micelle and phase transition.
     Second, the molecular chiral information can be transmitted to a supra molecular and showed in another form, such as helical structures. In this paper, we tried to get helical mesoporous silica nanofibers with single chirality by using the self-assembly of achiral cationic surfactants as templates and chiral molecule as chiral inducer.
     Third, Organic-inorganic hybird helical silicas containing different organic bridging groups (such as ethylidene, methylene, ethenylene, phenylene) were obtained in acid by using 11PyBr or 12PyBr as templates and kinds of silicon source.
引文
[1] Simonyi, M.; Bikadi, Z.; Zsila, F.; et al. Chirality, 2003, 15, 680-698.
    [2] Pasternack, R.; Gibbs, E. Metal-DNA Chemistry, 1989, 59.
    [3] Pasternack, R.; Gibbs, E.; Collings, P.; et al. J. Am. Chem. Soc., 1998, 120,5873.
    [4] Shimzu, H.; Kaito, A.; Hatano, M.; J. Am. Chem. Soc., 1982, 104, 7059.
    [5] Arimura, T.; Kawabata, H.; Matsuda, T.; et al. J. Org. Chem., 1991, 56, 301.
    [6] IUPAC Manual of Symbols and Terminology, Pure Appl. Chem., 1972, 31, 578.
    [7] DiRenzo, F.; Cambon, H.; Dutartre, R. Microporous Mater., 1997, 10, 283-286.
    [8] Kresge, T.; Leonowicz, E.; Roth, W. Nature, 1992, 359, 710.
    [9] Beck, S.; Vartuli, C.; Roth, J. et al. J. Am. Chem. Soc., 1992, 114, 10834.
    [10] Huo, Q.; Margolese, I.; Ciesla, U.; Demuth, G.; Feng, P.; Gier, E.; Sieger, P.; Firouzi, A.; Chmelka, F.; Schüth, F.; Stucky, D. Chem.Mater., 1994, 6, 1176.
    [11] Tanev, T.; Pinnavaia, J. Science, 1995, 267, 865.
    [12] Vartuli, C.; Schmitt, D.; Kresge, T.; Roth, J.; Beck, S.; Sheppard, W.; et al. Zeolites and Related Microporous Materials, 1994, 53-60
    [13] Vartuli, C.; Kresge, T.; Leonowicz, E.; Chu, S.; McCullen, B.; Johnsen, D.; Sheppard, W. Chem. Mat., 1994, 6, 2070-2077
    [14] Huo, Q.; Margolese, I.; Ciesla, U.; Feng, P.;Gier, E.; Sieger, P.; Leon, R.; Petroff, M.; Schüth, F.; Stucky, D. Nature, 1994, 368, 317-321.
    [15] Zhao, D.; Feng, J.; Huo, Q.; Melosh, N.; Fredrickson, H.; Chmelka, F.; Stucky, D.; Science, 1998, 279, 548.
    [16] Che, S.; Liu, Z.; Ohsuna, T.; Sakamoto, K.; Terasaki, O.; Tatsumi, T. Nature, 2004, 29, 281.
    [17] Sakamoto, Y.; Kaneda, M.; Terasaki, O.; Zhao, D.; Kim, M.; Stucky, D.; Shim, J.; Ryoo, R. Nature, 2000, 408, 449.
    [18] Yang, M.; Sokolov, I.; Coombs, N.; Kresge, T.; Ozin, A. Adv. Mater., 1999, 11, 1427-1431.
    [19] Melosh, A.; Davidson, P.; Chmelka, P. J. Am. Chem. Soc., 2000, 122, 823-829.
    [20] Antonietti, M.; Berton, B.; G?ltner, C.; Hentze, H. Adv. Mater., 1998, 10, 154-159.
    [21] Feng, P.; Bu, X.; Stucky, D.; Pine, J. J. Am. Chem. Soc., 2000, 122, 994-995.
    [22] Huo, Q.; Zhao, D.; Feng, J.; Weston, K.; Buratto, K.; Stucky, D.; Schacht, S.; Schüth, F. Adv.Mater., 1997, 9, 974-978.
    [23] Bruinsma, P. J.; Kim, A. Y.; Liu, J.; Baskaran, S. Chem. Mater., 1997, 9, 2507-2512.
    [24] Marlow, F.; Splietlihoff, B.; Tesche, B.; Zhao, D. Adv. Mater., 2000, 12, 961-965.
    [25] Zhao, D.; Sun, J.; Li, Q.; Stucky, D. Chem. Mater., 2000, 12, 275-279.
    [26] Raimondi, M. E.; Maschmeyer, T.; Templer, R. H.; Seddon, J. M. Chem. Commun., 1997, 19,1843-1844.
    [27] Davis, S. A.; Burkett, S. L.; Mendelson, N. H.; Mann, S. Nature, 1997, 385, 420-423.
    [28] Yang, H.; Kuperman, A.; Coombs, N.; Mamiche-Afara, S.; Ozin, A. Nature, 1996, 379, 703-705.
    [29] Yang, H.; Coombs, N.; Sakolov, I.; Ozin, A. Nature, 1996, 381, 589-592.
    [30] Lu, Y.; Ganguli, R.; Drewien, C. A.; Anderson, M. T.; Brinker, C. J.; Gong, W.; Gou, Y. Soyez, B.; Dunn, M. H.; et al. Nature, 1997, 389, 364-368.
    [31] Sellinger, A.; Weiss, P. M.; Nguyen, A.; Lu, Y.; Assink, R. A.; Gong, W.; Brinker, C. J. Nature, 1998, 394, 256-260.
    [32] Lu, Y.; Fan, H.; Doke, N.; Loy, D. A.; Assink, R. A.; Lavan, D. A.; Brinker, C. J. J. Am. Chem. Soc., 2000, 122, 5258-5261.
    [33] Zhao, D.; Yang, P.; Margolese, D. I.; Chmelka, B. F.; Stucky, D. Chem. Commun., 1998, 22, 2499-2500.
    [34] Besson, S.; Ricolleau, C.; Gacoin,T.; Jacquiod, C.; Boilot, J. P. J. Phys. Chem. B, 2000, 104, 12095-12097.
    [35] Hua, Z. L.; Shi, J. L.; Wang, L.; Zhang, W. H. J. Non-crystal. Solids, 2001, 292, 177-183.
    [36] Lin, H.; Mou, C. Science, 1996, 273, 765-768.
    [37] Huo, Q.; Feng, J.; Schüth, F.; Stucky, D. Chem. Mater., 1997, 9, 14-17.
    [38]余承忠,嵌段共聚物导向下新型介孔分子筛材料的合成与表征,复旦大学化学系博士论文
    [39] Rama Rao, V.; López, P.; Bravo, J.; Pham, H.; Datye, A. K.; Xu, H.; Ward, T. L. Adv. Mater., 2002, 14, 1301-1304.
    [40] Yang, H.; Ozin, A.; Kresge, T. Adv. Mater., 1998, 10, 883.
    [41] Kim, W. J.; Yang, S. M. Adv. Mater., 2001, 13, 1191.
    [42] Wu, Y.; Cheng, G.; Katsov, K.; Sides, S. W.; Wang, J.; Tang, J.; Fredrichson, H.; Moskovits, M.; Stucky, D. Nat. Mater., 2004, 3, 816.
    [43] Han, Y.; Zhao, L.; Ying, J. Y. Adv. Mater., 2007, 19, 2454.
    [44] Zhou, L.; Hong, G.; Qi, L.; Lu, Y. Langmuir, 2009, 25, 6040.
    [45] Yang, S.; Zhao, L.; Yu, C.; Zhou, X.; Tang, J.; Yuan, P.; Chen, D.; Zhao, D. J. Am. Chem. Soc., 2006, 128, 10460–10466.
    [46] Wang, B.; Chi, C.; Shan, W.; Zhang, Y.; Ren, N.; Yang, W.; Tang, Y. Angew. Chem. Int. Ed., 2006, 45, 2088.
    [47] Wang, J.; Wang, W.; Sun, P.; Yuan, Z.; Li, B.; Jin, Q.; Ding, D.; Chen, T. J. Mater. Chem., 2006, 16, 4117.
    [48] Li, X.; Wu, Y.; Li, Y. Inorganica Chimica Acta, 2007, 360, 241.
    [49] Zhang, Q.; Lu, F.; Li, C.; Wang, Y.; Wan, H. Chem. Lett., 2006, 35, 190.
    [50] Jung, J. H.; Ono, Y.; Hanabusa, K.; Shinkai, S. J. Am. Chem. Soc., 2000, 122, 5008.
    [51] Seddon, A. M.; Patel, H. M.; Burkett, S. L.; Mann, S. Angew. Chem. Int. Ed., 2002, 41, 2988.
    [52] Che, S.; Liu, Z.; Ohsuna, T.; Sakamoto, K.; Terasaki, O.; Tatsumi, T. Nature, 2004, 429, 281;Ohsuna, T.; Liu, Z.; Che, S.; Terasaki, O. Small, 2005, 1, 233.
    [53] Yang, Y.; Suzuki, M.; Kimura, M.; Shirai, H.; Hanabusa, K.日本化学会第84春季年会予稿集, 2004, 285.
    [54] Yang, Y.; Suzuki, M.; Kimura, M.; Shirai, H.; Hanabusa, K.高分子学会予稿集,2004, 53,1782.
    [55] Yang, Y.; Suzuki, M.; Kimura, M.; Shirai, H.; Hanabusa, K.第57回コロイドおよび界面化学討論会予稿集, 2004, 501.
    [56] Chen, Y.; Li, B.; Wu, X.; Zhu, X.; Suzuki, M.; Hanabusa, K.; Yang, Y. Chem. Commun., 2008, 4948-4950.
    [57] Li, B.; Chen, Y.; Zhao, H.; Pei, X.; Bi, L.; Hanabusa K.; Yang, Y.; Chem. Commun., 2008, 6366-6368.
    [58] Wan, X.; Pei, X.; Zhao, H.; Chen, Y.; Guo, Y.; Li, B.; Hanabusa, K.; Yang, Y. Nanotechnology, 2008, 19, 315602.
    [59] Chen, Y.; Guo, Y.; Zhao, H.; Bi, L.; Pei, X.; Li, B.; Yang, Y. Nanotechnology, 2008, 19, 355603.
    [60] Chen, Y.; Pei, X.; Jiang, Y.; Zhou, L.; Zhang, J.; Bi, L.; Li, H.; Yang, Y. Chin. J. Chem., 2008, 26, 1323-1326.
    [61] Wu, X.; Ji, S.; Li, Y.; Li, B.; Zhu, X.;Hanabusa, K.;Yang, Y. J. Am. Chem. Soc., 2009, 131, 5986-5993.
    [62] Li, H.; Li, B.; Chen, Y.; Wu, X.; Zhang, J.; Li, Y.; Hanabusa, K.; Yang, Y. Mater. Chem. Phys., 2009, 118, 135-141.
    [63] Pei, X.; Zhang, J.; Wang, S. Chen, Y.; Wu, X.; Li, Y.; Li, B.; Yang, Y. J. Sol- gel Sci. Technol., 2009, 50, 397-402.
    [64] Li, H.; Li, B.; Chen, Y.; Zhang, M.; Wang, S.; Li, Y.; Yang, Y. J. Chin. Chem., 2009, 27, 1860-1862.
    [65]彭少华,毕丽峰,陈玉霞,李艺,杨永刚,李宝宗,化学研究,2009, 20, 17-19.
    [66]蒋云,吴晓健,李艺,杨永刚,李宝宗,分子科学学报,2009, 25, 217-219.
    [67] Li, B.; Pei, X.; Wang, S.; Bi, L.; Chen, Y.; Zhang, J.; Li, Y.; Yang, Y. J. Nanosci. Nanotech., 2010, 10, 1001-1007.
    [68] Li,Y.; Bi, L.; Wang, S.; Chen, Y.; Li, B.; Zhu X.; Yang, Y. Chem. Commun., 2010, 46, 2680–2682.
    [69] Bi, L.; Li, Y.; Wang, S.; Zhu, Z.; Chen, Y.; Chen, Y.; Li, B.; Yang, Y. J. Sol- gel Sci. Technol., 2010.
    [70] Meng, X.; Yokoi, T.; Lu, D.; Tatsumi, T. Angew. Chem. Int. Ed., 2007, 46, 7796.
    [71] Yuan, P.; Zhao, L.; Liu, N.; Wei, G.; Zhang, Y.; Wang, Y.; Yu, C. Chem. Eur. J., 2009, 15, 11319.
    [72] Monnier, A.; Schuth, F.; Huo, Q.; Kumar, D.; Margolese, D.; Maxwell, R.S.; Stucky, D.; Krishnamurty, M.; Petroff, P.; Firouzi, A.; Janicke, M.; Chmelka, B. F. Science, 1993, 261, 1299-1303.
    [73] Inagaki, S.; Fukushima, Y.; Kuroda, K. J. Am. Chem. Soc., 1993, 680-682.
    [74] Tolbert, S.; Landry, C.; Stucky, D.; Chmelka, B. F.; Norby, P.; Hanson, J. C.; Monnier, A. Chem. Mat., 2001, 13, 2247-2256.
    [75] Landry, C. C.; Tolbert, S. H.; Gallis, K. W.; Monnier, A.; Stucky, D.; Norby, F.; Hanson, J. C. Chem. Mat., 2001, 13, 1600-1608.
    [76] Kim, W. J.; Yan g, S.M. Adv. Mater., 2001, 13, 1191.
    [77] Pijper, D.; M.; Jongejan, M.; Meetsmia, A.; Feringa, B. L. J. Am. Chem. Soc., 2008, 130, 4541.
    [78] Jung, J. H.; Ono, Y.; Hanabusa, K.; Shinkai, S., J. Am. Chem. Soc., 2000, 122, 5008.
    [79] Che, S; Liu, Z.; Ohsuna, T.; Sakamoto, K.; Terasaki, O.; Tatsumi, T., Nature, 2004, 429, 281.
    [80]Yang, Y.; Suzuki, M.; Kimura, M.; Shirai, H.; Hanabusa, K.,ゲル化剤を使ったゾル-ゲル転写によるシリカナノファイバーの調製,日本化学会第84春季年会予稿集, 2004, 285.
    [81] Yang, Y.; Suzuki, M.; Kimura, M.; Shirai, H.; Hanabusa, K.,高分子学会予稿集,2004, 53, 1782.
    [82] Yang, Y.; Suzuki, M.; Kimura, M.; Shirai, H.; Hanabusa, K.,第57回コロイドおよび界面化学討論会予稿集, 2004, 501.
    [83]Chen, Y. L.; Li, B.Z.; Wu, X. J.; Zhu, X. L.; Suzuki, M.; Hanabusa, K.; Yang, Y., Chem. Commun., 2008, 4948.
    [84] Li, B. Z.; Chen, Y. L.; Zhao, H. Y.; Pei, X. F.; Bi, L. F.; Hanabusa, K.; Yang, Y., Chem. Commun., 2008, 6366.
    [85] Wan, X. B.; Pei, X. F.; Zhao, H. Y.; Chen, Y. L.; Guo, Y. M.; Li, B. Z.; Hanabusa, K.; Yang, Y., Nanotechnology, 2008, 19, 315602.
    [86] Chen, Y. L.; Guo, Y. M.; Zhao, H. Y.; Bi, L. F.; Pei, X. F.; Li, B. Z.; Yang, Y., Nanotechnolog, 2008, 19, 355603.
    [87] Chen, Y. L.; Pei, X. F.; Jiang, Y.; Zhou, L.; Zhang, J.; Bi, L. F.; Li, H. T.; Yang, Y., Chin. J. Chem., 2008, 26, 1323.
    [88] Wu, X. J.; Ji, S. J.; Li, Y.; Li, B. Z.; Zhu, X. L.; Hanabusa; K.; Yang, Y., J. Am. Chem. Soc., 2009, 131, 5986.
    [89] Li, H. T.; Li, B. Z.; Chen, Y. L.; Wu, X. J.; Zhang, J.; Li, Y.; Hanabusa, K.; Yang, Y., Mater. Chem. Phys., 2009, 118, 135.
    [90] Pei, X. F.; Zhang, J.; Wang, S. B.; Chen, Y. X.; Wu, X. J.; Li, Y.; Li, B. Z.; Yang, Y., J. Sol-gel Sci. Technol., 2009, 50, 397.
    [91] Li, H. T.; Li, B. Z.; Chen, Y. L.; Zhang, M.; Wang, S. B.; Li, Y.; Yang, Y., J. Chin. Chem., 2009, 27, 1860.
    [92]彭少华,毕丽峰,陈玉霞,李艺,杨永刚,李宝宗,化学研究,2009, 20, 17.
    [93]蒋云,吴晓健,李艺,杨永刚,李宝宗,分子科学学报,2009, 25, 217.
    [94] Li, B. Z.; Pei, X. F.; Wang, S. B.; Bi, L. F.; Chen, Y. X.; Zhang, J.; Li, Y., Yang, Y., J. Nanosci. Nanotech., 2010, 10, 1001.
    [95] Li, Y.; Bi, L. F.; Wang, S. B.; Chen, Y. L.; Li, B. Z.; Zhu, X. L., Yang, Y., Chem. Commun., 2010, 46, 2680–2682.
    [96] Bi, L. F.; Li, Y.; Wang, S. B.; Zhu, Z. Y.; Chen, Y. X.; Chen, Y. L.; Li, B.Z., Yang, Y., J. Sel- gel Sci. Technol., 2010, 53, 619.
    [97] Hu, Y.; Yuan, P.; Zhao, L.; Zhou, L.; Wang, Y.;Yu, C. Chemistry Letters, 2008, 37, 11.
    [98] Wu, X.; Ruan, J.; Ohsuna, T.; Terasaki, O.; Che, S. Chem. Mater., 2007, 19, 1577.
    [99] (a) Asefa, T.; MacLachlan, M. J.; Coombs, N.; Ozin, A. Nature, 1999, 402, 867. (b) Yoshina-Ishii, C.; Asefa, T.; Coombs, N.; MacLachlan, M. J.; Ozin, A. Chem. Commun., 1999, 2539.
    [100] (a) Inagaki, S.; Guan, S.; Fukushima, Y.; Ohsuna, T.; Terasaki, O. J. Am. Chem. Soc., 1999, 121, 9611. (b)Guan, S.; Inagaki, S.; Ohsuna, T.; Terasaki, O. J. Am. Chem. Soc., 2000, 122, 5660.
    [101] (a) Inagaki, S.;Guan, S.; Ohsuna, T.; Terasaki, O. Nature, 2002, 416, 304. (b) Yang, Q.; Kapoor, M. P.; Inagaki, S. J. Am. Chem. Soc., 2002, 124, 9694.
    [102] (a) Yang, H.; Coombs, N.; Ozin, A. Nature, 1997, 386, 692. (b) Schacht, S.; Huo, Q.; Voigt-Martin, I. G.; Stucky, D.; Schu¨th, F.; Science, 1996, 273, 768. (c) Mann, S.; Ozin, A. Nature, 1996, 382, 313. (d) Marlow, F.; Spliethoff, B.; Tesche, B.; Zhao, D. Adv. Mater., 2000, 12, 961. (e) Kleitz, F.; Marlow, F.; Stucky, D.; Schu¨th, F. Chem. Mater., 2001, 13, 3587. (f) Che, S.; Liu, Z.; Ohsuna, T.; Sakamoto, K.; Terasaki, O.; Tatsumi, T. Nature, 2004, 429, 281.
    [103] Ono, Y.; Nakashima, K.; Sano, M.; Kanekiyo, Y.; Inoue, K.; Hojo, J.; Shinkai, S. Chem. Commun., 1998, 1477.
    [104] Kobayashi, S.; Hamasaki, N.; Suzuki, M.; Kimura, M.; Shirai, H.; Hanabusa, K. J. Am. Chem. Soc., 2002, 124, 6550.
    [105] (a) Jung, J. H.; Ono, Y.; Hanabusa, K.; Shinkai, S. J. Am. Chem. Soc., 2000, 122, 5008. (b) Jung, J. H.; Kobayashi, H.; Masuda, M.; Shimizu, T.; Shinkai, S. J. Am. Chem. Soc., 2001, 123, 8785.
    [106] Jung, J. H.; Yoshida, K.; Shimizu, T. Langmuir, 2002, 18, 8724.
    [107] Yang, Y.; Suzuki, M.; Kimura, M.; Shirai, H.; Hananbusa, K. Chem. Commun., 2004, 1332.
    [108] Yang, Y.; Suzuki, M.; Fukui, H.; Shirai, H.; Hanabusa, H. Chem. Mater., 2006, 18, 1324-1329.

© 2004-2018 中国地质图书馆版权所有 京ICP备05064691号 京公网安备11010802017129号

地址:北京市海淀区学院路29号 邮编:100083

电话:办公室:(+86 10)66554848;文献借阅、咨询服务、科技查新:66554700