Page 182 - 《精细化工》2022年第11期

·2332· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 39 卷

成的主要驱动力之一是氢键作用 [27] 。SL-J8（SL-J16） 间距分别为 10.19、5.18、3.57 以及 14.46、6.98、
粉末上 CH 2 的不对称伸缩振动和对称伸缩振动吸收峰 4.83 nm，且比值均接近 1∶1/2∶1/3，表明分子为层
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出现在 2924 和 2854 cm （2922 和 2853 cm ）处，而 状堆积，层间距分别为 10.19 和 14.46 nm [28] 。
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在干凝胶中相应的峰出现在 2923 和 2853 cm （2920 通过测定 Zeta 电位，可知 SL-J8 干凝胶的 Zeta 电
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和 2851 cm ）处，说明烷基链之间也存在范德华力作 位为–26.7 mV，表明其表面带负电荷；而 SL-J16 干凝
用。由前期工作可知，π-π 堆积也是此类凝胶剂自组 胶的 Zeta 电位为+44.6 mV，表明其表面带有正电荷。
装过程中的主要驱动力之一 [24] 。 根据对 SL-J8 和 SL-J16 干凝胶的测试分析，提
对 SL-J8 和 SL-J16 干凝胶进行了 XRD 分析， 出了一种 SL-J8 和 SL-J16 在甲苯中可能的自组装模
探究凝胶剂分子的堆积模式，结果如图 2 所示。 式，结果如图 3 所示。由图 3 可知，在 O—H 以及
N—H 部分（氢键供体）和 C==O 部分（氢键受体）
之间形成分子间氢键，相邻的苯环之间产生 π-π 堆
积，这两种驱动力使 SL-Jn 分子组装形成一维纤维。
一维纤维通过烷基侧链提供的范德华力进一步缠绕
形成层状纤维束，进而形成三维网络结构将溶剂分
子固定于其中形成凝胶。其中，由于 SL-J16 的侧链
有 16 个碳，比十二烷基硫酸根阴离子的碳链长。因
此，在通过范德华力作用的过程中，SL-J16 的烷基
侧链会将十二烷基硫酸根阴离子侧链束缚于其中，

使阳离子裸露在凝胶剂 SL-J16 纤维束表面，从而干
图 2 SL-J8 以及 SL-J16 干凝胶的 XRD 谱图 凝胶表面带有正电荷。而 SL-J8 的侧链仅有 8 个碳，
Fig. 2 XRD patterns of SL-J8 and SL-J16 xerogels
比十二烷基硫酸根阴离子的碳链短。所以在相互作
由图 2 可知，SL-J8 和 SL-J16 甲苯干凝胶分别 用的过程中 SL-J8 的侧链被束缚于十二烷基硫酸根
在 2θ=8.63°、17.10°、24.89°以及 6.11°、12.68°、18.33° 阴离子侧链内侧。此时阴离子裸露在凝胶剂 SL-J8
处各出现 3 个峰。经过布拉格方程计算，可得晶面 纤维束表面，从而使其表面带有负电荷。

图 3 SL-J8（a）和 SL-J16（b）凝胶剂在甲苯中的自组装模型
Fig. 3 Self-assembly models of gelators SL-J8 (a) and SL-J16 (b) in toluene

2.3 干凝胶对阴阳离子混合染料的吸附 胶可以优先从混合染料水溶液中捕获阳离子染料，
根据 Zeta 电位测试结果，可以推测 SL-J8 干凝 而 SL-J16 干凝胶可以优先捕获阴离子染料，为证明