环状超分子材料在纳滤膜中的应用文献综述
2020-06-25 20:44:44
文献综述 2011学院崔鉴豪 ”超分子”一词早在20世纪30年代已经出现,但在科学界受到重视却是50年之后了.超分子化学可定义为”超出分子的化学”,是关于若干化学物种通过分子间相互作用结合在一起所构成的,具有较高复杂性和一定组织性的整体的化学.在这个整体中各组分还保持某些固有的物理和化学性质,同时又因彼此间的相互影响或扰动而表现出某些整体功能[1].超分子体系的微观单元是由若干乃至许许多多个不同化合物的分子或离子或其他可单独存在的具有一定化学性质的微粒聚集而成.聚集数可以确定或不确定,这与一分子中原子个数严格确定具有本质区别,把多个组分的基本微观单元聚集成”超分子”的凝聚力是一些(相对于共价键)较弱的作用力.如范氏力(含氢键)、亲水或憎水作用等[1]。
大多数环状超分子因其具有外部亲水而内腔疏水的特性,能够与有机分子形成包合物,从而常被用来处理水体中的有机污染物。
其中以葫芦脲为代表。
葫芦脲是继冠醚、环糊精、卟啉、杯芳烃之后的又一类全新的超分子大环主体化合物,由于葫芦脲分子与其它众多种类的超分子大环主体化合物一样与许多客体都有很好的选择性强键合能力,因而引起了众多科技工作者的研究兴趣。
葫芦脲是由5 ~12 个苷脲基元与甲醛缩合而成的大环化合物,具有由羰基环绕的亲水端口和疏水环境的空腔。
由于葫芦脲同系物及衍生物都是高度对称的葫芦状( 或瓜状) 结构,内部有一个疏水的空腔,上下两端各有一个同样大小的端口处围绕分布着多个羰基,形成了阳离子键合位点。
当其与有机分子相互作用时,端口的众多羰基氧原子能与有机分子质子化部分键合,其内部的疏水空腔可容纳有机分子的疏水部分。
由于其笼体效应和端口效应的相辅相成作用,因而据环和空腔的大小使其可以选择性地包合多种大小不同的无机或有机分子,进而形成稳定的超分子主客体包合物,故使葫芦脲不仅在 21 世纪的热点学科,如生命科学、能源科学、材料科学、环境科学、信息科学、纳米科学及仿生学等领域彰显出广阔的应用前景,而且在众多经典学科领域,如化学、生物学、催化科学、生物化学、生物物理、物理学等领域有着广泛的应用,同时在应用领域如食品、化妆品、香料、日用化工产品、染料、农药等领域应用广泛。
不仅如此,其在工业、农业、国防、军工及医药学等领域均有着重要的应用价值[2]。
纳滤(nanofiltrarion, NF)是一种介于反渗透与超滤之间的新型压力驱动膜分离过程,因其分离膜大多从反渗透膜衍化而来,且操作压力更低,早期又被称为”低压反渗透”或”疏松反渗透”。
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