一种热稳定型的二元超分子水凝胶的制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于超分子水凝胶软材料技术领域，特别是一种热稳定型的二元超分子水 凝胶的制备方法和应用。
【背景技术】
[0002] 小分子水凝胶是一种用途很广泛的软材料，在化学、生物学和材料科学中都有着 举足轻重的作用，参见：1)5*66(1，1.胖.化6111.(：〇1111111111.2011，47，1379-1383;2)化日叫，乂.、 Terech'P.、Ra曲avan S.R.、Weiss,R.G.J.Am.Qiem.Soc.2005,127,4336-4：M4;3)Lee K.- Υ.、Mooney，D. J. Chem. Rev. 2001，101，1869-1879。小分子水凝胶由于在化妆品、药物传递、 光电传感、环境污染治理等方面有着突出的应用而得到了广泛的关注，参见：Dastidar， P.化em. Soc. Rev. 2008，37，2699-2715。小分子构筑的超分子水凝胶是由小分子之间通过主 客体相互作用联结得到的，因而运种水凝胶相比于传统的高分子水凝胶有着很好的降解能 力。因此，为了发挥运一优点，小分子凝胶中可W引入各种功能的基团，加之其易降解和刺 激响应性能，就可W制备多刺激响应的超分子水凝胶，参见：Wang，Κ. -P、Chen，Y.、Liu, Y.Qiem.Commun,2015,51,1647-1649。
[0003] 通过主客体相互作用将小分子连接成为网状结构就可W简便有效的得到具有刺 激响应性质的水凝胶，参见:Wang, Z.、Guo, D.-S.、Zhang, J.、Liu, Y. Acta 畑 im.Sinica, 2012,70,1709-1715。目前报道的刺激响应的超分子水凝胶由于主客体作用随着溫度的升 高而减弱并且分子中柔性链随着溫度的升高而伸展，因而运样的水凝胶通常都有着溫度不 稳定性，参见：Zhang, J.、加 o,D.-S.、Wang, L.-H.、Wang Z.、Liu, Y. Soft Matter, 2011,7, 1756-1762。为了解决小分子凝胶的溫度不稳定的问题，加强超分子主客体的相互作用，如 利用葫芦脈和半紫精的较强的相互作用制备凝胶的方式，可W被用来作为制备热稳定型超 分子水凝胶的新的方式。
[0004] 四苯乙締是一类聚集诱导发光类型的分子，参见：Mei，J.、Leung，L.C.、Kwok, T.K.、Lam，W.Y.、Tang，B.-Z.化em.Rev. ,2015,115,11718-11940。相比于聚集诱导泽灭分 子，四苯乙締类分子在巧光材料方面有着非常重要的作用。将四苯乙締衍生物分子引入到 热稳定型凝胶中，不仅可W让四苯乙締的刚性结构进一步提高凝胶的热稳定性，并且四苯 乙締衍生物的巧光在凝胶运种高浓度状态中也会增强。所W可利用四苯乙締聚集诱导发光 的性质，制备巧光凝胶材料。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是针对上述技术分析，提供一种热稳定型的二元超分子水凝胶的制 备方法和应用，该二元超分子水凝胶为基于葫芦[引脈和四苯乙締半紫精衍生物超分子组 装的多刺激响应的超分子水凝胶，具有良好的稳定性、巧光发光性能和高度的热稳定性，并 且对酸碱性、力作用和多种客体具有良好的响应性，是一种新型易降解凝胶材料，并且运种 凝胶有着对模板分子8-径基巧-1，3，6-Ξ横酸Ξ钢盐化PTS)的强负载和分离能力。
[0006] 本发明的技术方案：
[0007] -种热稳定型的二元超分子水凝胶的制备方法，由四苯乙締半紫精衍生物(TPE- 4Q)为客体，葫芦[8]脈为主体通过主客体包结作用而形成，所述四苯乙締半紫精衍生物 (TPE-4Q)的化学结构式为：
[000引
[0009]制备方法如下：将四苯乙締半紫精衍生物(TPE-4Q)溶于水中，加入葫芦[引脈，在 70°C的条件下超声分散2小时，至葫芦脈完全溶解，制得澄色的热稳定型的二元超分子水凝 胶。
[0010] 所述四苯乙締半紫精衍生物(TPE-4Q)、葫芦[引脈和水的用量比为5mmol:10mmol: 1L。
[0011] -种所制备的热稳定型的二元超分子水凝胶的应用，用于负载并且分离阴离子型 有机化合物。
[0012] 本发明的反应机理和产品特性：
[0013] 在水溶液中，四苯乙締半紫精衍生物和葫芦[引脈形成平面网状的二维超分子有 机框架结构，在高浓度或者离屯、操作的情况下，运种平面二维超分子有机框架结构进行层 层堆积形成Ξ维结构，从而形成稳定的超分子水凝胶。本发明制备出来的凝胶具有对溫度 有着高度稳定性能。将制备好的凝胶加热至200°C，该凝胶依然可W保持凝胶状态而不会解 聚。此外，该凝胶也具有多刺激响应性。在凝胶中加入少量盐酸，凝胶解聚成浑浊液体，再加 入氨氧化钢之后，液体恢复成凝胶状态;该凝胶会随着反复振荡而变成粘稠状液体，而静置 之后又会恢复成凝胶;在凝胶中加入甲基半紫精、脫胺二盐酸盐等竞争客体之后，凝胶破 坏。
[0014] 本发明的优点是:该二元超分子水凝胶具有高度的热稳定性、良好的抑敏感性、力 作用响应性、客体响应性和巧光性能，可W负载并且几乎完全分离模型分子8-径基巧-1,3， 6-Ξ横酸Ξ钢盐化PTS)，其制备方法工艺简单、易于实施，有利于大规模推广应用。
【附图说明】
[0015] 图1为TPE-4Q和葫芦脈形成的二元超分子水凝胶的沈Μ形貌。
[0016] 图2为该二元超分子水凝胶热稳定性和多刺激响应的照片示意图。
[0017] 图3为该二元超分子水凝胶的动态溫度扫描流变数据图。
[0018] 图4为该二元超分子水凝胶的动态频率扫描流变数据图。
[0019] 图5为该二元超分子水凝胶的动态应变扫描流变数据图。
[0020] 图6为该二元超分子水凝胶稳态剪切流变数据图。
[0021] 图7为该二元超分子水凝胶负载并分离HPTS的巧光光谱图。
[0022] 图8为该二元超分子水凝胶负载并分离HPTS的紫外可见吸收光谱图。
[0023] 图9为该二元超分子水凝胶的形成示意图。
【具体实施方式】
[0024] 实施例：
[0025] 一种热稳定型的二元超分子水凝胶的制备方法，由四苯乙締半紫精衍生物(TPE- 4Q)为客体，葫芦[8]脈为主体通过主客体包结作用而形成，所述四苯乙締半紫精衍生物 (TPE-4Q)的化学结构式为：
[0026]