【摘 要】
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超分子凝胶因其独特的性质而受到人们的广泛关注。用小分子自组装构筑超分子凝胶可通过改变凝胶因子的浓度、各个组分的比例、凝胶形成的环境等因素灵活的对其结构与性能进行调控。研究超分子凝胶的微观结构与性能之间的关系以及其对外界环境（光照、p H、温度等）的响应性,有助于拓展超分子凝胶材料在智能材料、生物和环保材料等领域的应用。本文直接选用结构简单的有机小分子异烟碱（I）、没食子酸（G）、均苯四甲酸（P）、
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超分子凝胶因其独特的性质而受到人们的广泛关注。用小分子自组装构筑超分子凝胶可通过改变凝胶因子的浓度、各个组分的比例、凝胶形成的环境等因素灵活的对其结构与性能进行调控。研究超分子凝胶的微观结构与性能之间的关系以及其对外界环境（光照、p H、温度等）的响应性,有助于拓展超分子凝胶材料在智能材料、生物和环保材料等领域的应用。本文直接选用结构简单的有机小分子异烟碱（I）、没食子酸（G）、均苯四甲酸（P）、硼酸（O）和黄嘌呤,组装两类超分子凝胶:不含金属离子的GI10单组分超分子凝胶、GI11、GI12双组分超分子凝胶、IPO三组分超分子凝胶和含金属离子的Zn-MOG超分子凝胶。采用现代分析测试技术对超分子水凝胶的结构和性能进行了研究,并探究外界环境（温度、p H、离子、溶剂等）对各种超分子凝胶的影响。其主要研究内容和结论如下:（1）将G与I以摩尔比为1:0、1:1和2:1的比例混合水中制备出白色不透明的GI10、GI11、GI12凝胶,探索不同比例对超分子凝胶结构与性能的影响。研究表明,GI10和GI11凝胶的微观形貌、参与氢键作用的基团和分子组装方式均有一定的差别。引入I之后的双组分超分子凝胶（GI11、GI12）的胶凝能力、持水性能和热稳定性均优于GI10凝胶,当凝胶质量浓度达到7%时,GI11体系的持水力可达100%。同时,GI10和GI11凝胶均具备热可逆性,并且可在九种金属离子中快速高效的识别出Fe3+。此外,溶剂的选择会影响GI10和GI11凝胶形成,可利用Hansen溶解度参数法区分GI10和GI11凝胶体系在混合溶剂中的凝胶行为,当δh值在39.09-42.3范围内时,GI10凝胶可在该混合溶剂中形成凝胶,而GI11的δh范围为34.50-42.3。（2）将I与P以摩尔比为1:1、2:1、3:1、4:1混合,分别引入一定含量以上的O,在水中制备出稳定的白色凝胶IPO,探索各个组分的含量对凝胶结构与各项性能的影响。研究发现,I、P、O通过分子间的氢键作用自组装成棒状结构的超分子凝胶,随着体系内I含量的增加,成凝胶所需的O含量也增加。同时可以通过调整组分O的含量来控制IPO的胶凝性能和持水性能。此外,IPO水凝胶同时具备热可逆性和p H响应性,并且可以对F-的进行选择性识别,（3）通过Zn2+与黄嘌呤分子间的配位作用在水中制备出白色凝胶Zn-MOG,探索该凝胶的结构与性能。研究表明,该凝胶为多孔结构且具有触变性,可高效快速吸附甲基橙染料,吸附率可达75.68%,并在10min内基本达到吸附平衡。该吸附过程符合准二次动力学模型（R~2值均大于0.9999）,同时等温吸附过程符合Freundlich方程吸附模型。
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