[发明专利]一种可见光响应超分子凝胶及其制备方法

说明书

本发明属于超分子凝胶领域，更具体地，涉及一种可见光响应超分子凝胶及其制备方法。所述超分子凝胶包括凝胶因子和有机溶剂，所述超分子凝胶在可见光照射下能够发生可逆的凝胶‑溶胶相转变；其中所述凝胶因子包括卤键受体与卤键供体；所述卤键受体含有供电子基团；所述卤键供体为邻位或间位引入了吸电子或供电子基团的可见光响应偶氮苯衍生物。本发明通过对关键凝胶因子结构进行改进，制备了一种卤键驱动的可见光响应超分子凝胶，与现有技术相比能够有效解决紫外光响应超分子凝胶体系不够健康环保和可见光响应超分子凝胶体系可供选择的驱动力类型过少从而限制其进一步被开发和实际应用的问题。

技术领域

本发明属于超分子凝胶领域，更具体地，涉及一种可见光响应超分子凝胶及其制备方法。

背景技术

光响应超分子凝胶因子中通常含有光活性基团，通过紫外光或可见光等的照射，引起凝胶因子化学结构发生转变从而调节内部分子的自组装导致凝胶网络结构发生改变，最终使凝胶发生凝胶-溶胶相转变。

目前报道的光响应超分子凝胶主要采用的光活性基团为偶氮苯，利用其在紫外光照射下能发生顺反异构的特点来达到光调控凝胶-溶胶相转变的目的。然而此类凝胶必须使用紫外光作为外部刺激源，这不可避免地带来一些健康和环境问题。与紫外光相比，可见光容易获得，价格便宜，干净，安全。

目前报道的可见光响应超分子凝胶大多是通过在偶氮苯邻位引入吸电子基团或供电子基团，将反式和顺式异构体之间n-π*能级显著分离，从而达到用能量更低的可见光即可诱导偶氮苯顺反异构的目的。但是截止目前，已经报道的可见光响应超分子凝胶所采用的驱动力只有氢键和π-π堆积，可供选择的驱动力过少无疑会限制此类超分子凝胶的进一步开发与实际应用。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明旨在提供一种卤键驱动的可见光响应超分子凝胶，其中通过对凝胶因子的结构进行改进，与现有技术相比不但能够有效解决紫外光响应超分子凝胶体系不够健康环保的问题，而且能解决目前可见光响应超分子凝胶体系可供选择的驱动力过少从而限制进一步开发和实际应用的问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供一种可见光响应超分子凝胶，所述超分子凝胶包括凝胶因子和有机溶剂，所述超分子凝胶在可见光照射下能够发生可逆的凝胶-溶胶相转变；其中所述凝胶因子包括卤键受体与卤键供体；所述卤键受体含有供电子基团；所述卤键供体为邻位或间位引入了吸电子或供电子基团的可见光响应偶氮苯衍生物。

优选地，所述超分子凝胶包括1～40wt％的凝胶因子和60～99wt％的有机溶剂。

优选地，所述卤键受体含有C4～C16的长链烷基化合物，所述长链烷基化合物含有吡啶环结构、胺基、双键和叁键中的任意一种结构。

优选地，所述有机溶剂为吡啶、四氢呋喃、甲醇、乙醇、乙腈、乙酸乙酯、二氯甲烷、三氯甲烷和石油醚中的一种或几种。

优选地，所述可见光照射的可见光波长400～700nm，光强1～60mW/cm²，光照时间10～500min。

优选地，所述卤键受体结构式为其中，R₁₁为含吡啶环结构、胺、双键和叁键中的任意一种结构的基团，R₁₂为含C4～C16的烷基或C4～C16的烷氧基的基团；

所述卤键供体结构式为其中，

R₁～R₈各自独立地为氢、甲氧基、氟、氯、溴或碘，且R₁～R₈中氢原子的数量不多于6个，R₉和R₁₀各自独立地为氯、溴或碘。

按照本发明的另一个方面，提供了一种所述的可见光响应超分子凝胶的制备方法，包括如下步骤：