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第 12 期 李 洋，等: 基于 4-氨基吡啶衍生物的有机凝胶及其离子响应 ·2035·

氢键存在的可能性应该很高，因此其可以形成纤维
状结构。

A—Ⅴ 1/乙醇；B—Ⅴ 2/乙醇；C—Ⅴ 3/乙醇；D—Ⅴ 3/石油醚
图 2 不同溶剂中形成干凝胶的 SEM 图
Fig. 2 SEM images of the xerogels formed in different
solvents

2.3 凝胶的微观结构测定
图 3 Ⅴ 1(a)、Ⅴ 2(b) 、Ⅴ 3(c)乙醇干凝胶的 XRD 图
X 射线衍射是研究凝胶微观结构的有效方法，
Fig. 3 XRD patterns of the xerogels of Ⅴ 1 (a), Ⅴ 2 (b)
3
因此，本文对Ⅴ 1、 2Ⅴ 和Ⅴ 乙醇干凝胶进行了 XRD andⅤ 3 (c) in ethanol
表征，结果见图 3。
2.4 形成凝胶的驱动力测定
1
从图 3a 可以看出，Ⅴ 干凝胶在 2θ 为 3.26°、
为了分析形成凝胶的驱动力，本文对Ⅴ 1 的二
6.50°、9.78°、13.12°处衍射峰的晶面间距（d）分别 2
氯甲烷溶液（1.96×10 mol/L）和二氯甲烷干凝胶
是 2.72、 1.35、 0.90、 0.67 nm，晶 面间 距 符 合
进行了红外光谱测试，结果见图 4。由图 4 可以看
1∶ (1/2)∶ (1/3)∶ (1/4) 的 关系，表明 其是层状结 出，Ⅴ 在二氯甲烷溶液中的 N—H 伸缩振动吸收
1
构 [13] 。从图 3b 可以看出， 2Ⅴ 干凝胶在 2θ 为 6.40°、 υ N—H 、N—H 面外弯曲振动吸收 δ N—H 、羰基伸缩振
9.44°、12.89°处的 d 分别是 1.39、0.93、0.69 nm，
动吸收 υ C==O 、亚甲基不对称伸缩振动吸收 υ as(—CH —)
2
缺失了（001）晶面的衍射峰。由于晶体的生长具有 和对称伸缩振动吸收 υ s(—CH —) 分别位于 3354、1520、
择优取向的现象，在 XRD 图中某些晶面衍射峰的缺 ‒1 2
1673、2895 和 2829 cm 处；而在干凝胶状态下，
失并不少见，通过对出现的衍射峰分析也可以推出 这些吸收峰分别移动到 3339、1532、1661、2905 和
样品的微观结构 [14-16] 。由 V2 干凝胶的（002）晶面 ‒1
2836 cm 处。υ N—H 和 υ C=O 分别向低波数方向位移
的 d 值 1.39 nm，（003）晶面的 d 值 0.93 nm，（004） 15 和 12 cm ，表明 N‒H 的 H 和羰基的 O 形成了分
‒1
晶面的 d 值 0.69 nm 可知，V2 也为层状结构。从图 子间氢键（酰胺形成分子内氢键时羰基的红移波数
3c 可以看出，V3 干凝胶在 2θ 为 1.98°、4.05°、6.90°、 比较小 [17] ）。说明氢键参与了凝胶的形成，是形成凝
8.04°处的 d 分别是 4.45 nm、2.21 nm、1.45 nm、1.10
胶的推动力。根据文献报道，υ as(—CH —) 和 υ s(—CH —)
2
2
nm，晶面间距符合 1∶ (1/2)∶ (1/3) ∶ (1/4)的关系，
与烷基链的构型有关，在全反式构型时它们的波数
表明 V3 也是层状结构。 低于不规整构型（比如间扭式构型）时的波数，而

波数的升高意味着范德华力的降低 [18] 。溶液状态下
的亚甲基不对称伸缩振动吸收 υ as(—CH —) 和对称伸缩
2
振动吸收 υ s(—CH —) 小于凝胶状态下的，除了表明 V1
2
的侧链在溶液中的构型比凝胶状态下的构型更为规
整外，也反映范德华力参与了凝胶的形成，是形成
凝胶的推动力。
对于具有共轭结构的小分子有机凝胶因子来
说，紫外光谱能够确定他们在凝胶形成过程中有无
π-π 作用力的参与。由于 V1 能够在二氯甲烷中形成