烷氧磺酸盐功能化的聚乙撑二氧噻吩水凝胶

杜然 张学同

引用本文: 杜然, 张学同. 烷氧磺酸盐功能化的聚乙撑二氧噻吩水凝胶[J]. 物理化学学报, 2012, 28(10): 2305-2314. doi: 10.3866/PKU.WHXB201209142 shu
Citation:  DU Ran, ZHANG Xue-tong. Alkoxysulfonate-Functionalized Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) Hydrogels[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2012, 28(10): 2305-2314. doi: 10.3866/PKU.WHXB201209142 shu

烷氧磺酸盐功能化的聚乙撑二氧噻吩水凝胶

  • 基金项目:

    国家自然科学基金(20903009) (20903009)

    北京理工大学优秀青年教师资助计划(2010YS0903)资助 (2010YS0903)

摘要:

通过氧化偶联聚合方法成功地制备出一种基于烷氧磺酸盐功能化的聚乙撑二氧噻吩水凝胶, 揭示了零维单体胶束向二维纳米片层及三维水凝胶的转变过程, 发现通过改变反应温度或初始单体浓度, 可以诱导水凝胶网络结构单元的维度变化, 即由零维纳米粒子向二维纳米片层进行转化. 提出了一种导电高分子水凝胶的合成方法, 即采用一种氧化剂与一种多价金属盐的混合物作为引发剂, 其中前者用于诱导单体聚合, 后者则充当离子交联试剂, 并发现可以通过引入不同金属离子来改变凝胶的形貌. 此外, 导电高分子水凝胶具有良好的电化学电容, 并具有选择性吸附与可控脱附某些染料分子的特性.

English

    1. [1]

      (1) Sakamoto, J.; Heijst, J. V.; Lukin O.; Schlüter, A. D. Angew. Chem. Int. Edit. 2009, 48, 1030. doi: 10.1002/anie.v48:6

      (1) Sakamoto, J.; Heijst, J. V.; Lukin O.; Schlüter, A. D. Angew. Chem. Int. Edit. 2009, 48, 1030. doi: 10.1002/anie.v48:6

    2. [2]

      (2) Simpson, C. D.; Brand, J. D.; Berresheim, A. J.; Przybilla, L.;Räder, H. J.; Müllen, K. Chem. Eur. J. 2002, 8, 1424. doi: 10.1002/(ISSN)1521-3765(2) Simpson, C. D.; Brand, J. D.; Berresheim, A. J.; Przybilla, L.;Räder, H. J.; Müllen, K. Chem. Eur. J. 2002, 8, 1424. doi: 10.1002/(ISSN)1521-3765

    3. [3]

      (3) Wan, S.; Guo, J.; Kim, J.; Ihee, H.; Jiang, D. L. Angew. Chem.2009, 121, 5547. doi: 10.1002/ange.200900881(3) Wan, S.; Guo, J.; Kim, J.; Ihee, H.; Jiang, D. L. Angew. Chem.2009, 121, 5547. doi: 10.1002/ange.200900881

    4. [4]

      (4) Feng, X.; Chen, L.; Dong, Y. P.; Jiang, D. L. Chem. Commun.2011, 47, 1979. doi: 10.1039/c0cc04386a(4) Feng, X.; Chen, L.; Dong, Y. P.; Jiang, D. L. Chem. Commun.2011, 47, 1979. doi: 10.1039/c0cc04386a

    5. [5]

      (5) Colson, J.W. ;Woll, A. R.; Mukherjee, A.; Levendorf, M. P.;Spitler, E. L.; Shields, V. B.; Spencer, M. G.; Park, J.; Dichtel,W. R. Science 2011, 332, 228. doi: 10.1126/science.1202747(5) Colson, J.W. ;Woll, A. R.; Mukherjee, A.; Levendorf, M. P.;Spitler, E. L.; Shields, V. B.; Spencer, M. G.; Park, J.; Dichtel,W. R. Science 2011, 332, 228. doi: 10.1126/science.1202747

    6. [6]

      (6) Garcia, A. M.; Romero-Salguero, F. J.; Bassani, D. M.; Lehn,J.-M.; Baum, G.; Fenske, D. Chem. Eur. J. 1999, 5, 1803. doi: 10.1002/(ISSN)1521-3765(6) Garcia, A. M.; Romero-Salguero, F. J.; Bassani, D. M.; Lehn,J.-M.; Baum, G.; Fenske, D. Chem. Eur. J. 1999, 5, 1803. doi: 10.1002/(ISSN)1521-3765

    7. [7]

      (7) Yu, L.; Chen, M.; Dalton, R. L. Chem. Mater. 1990, 2, 649. doi: 10.1021/cm00012a013(7) Yu, L.; Chen, M.; Dalton, R. L. Chem. Mater. 1990, 2, 649. doi: 10.1021/cm00012a013

    8. [8]

      (8) Schlüter, A. D. Adv. Mater. 1991, 3, 282. doi: 10.1002/(ISSN)1521-4095(8) Schlüter, A. D. Adv. Mater. 1991, 3, 282. doi: 10.1002/(ISSN)1521-4095

    9. [9]

      (9) Kubo, Y. ; Kitada, Y. ;Wakabayashi, R.; Kishida, T.; Ayabe, M.;Kaneko, K.; Takeuchi, M.; Shinkai, S. Angew. Chem. Int. Edit.2006, 45, 1548. doi: 10.1002/(ISSN)1521-3773(9) Kubo, Y. ; Kitada, Y. ;Wakabayashi, R.; Kishida, T.; Ayabe, M.;Kaneko, K.; Takeuchi, M.; Shinkai, S. Angew. Chem. Int. Edit.2006, 45, 1548. doi: 10.1002/(ISSN)1521-3773

    10. [10]

      (10) Wakabayashi, R. ; Kubo, Y.; Kaneko, K.; Takeuchi, M.; Shinkai,S. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 8744. doi: 10.1021/ja063040x(10) Wakabayashi, R. ; Kubo, Y.; Kaneko, K.; Takeuchi, M.; Shinkai,S. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 8744. doi: 10.1021/ja063040x

    11. [11]

      (11) Asakusa, S.; Okada, H.; Kunitake, T. J. Am. Chem. Soc. 1991,113, 1749. doi: 10.1021/ja00005a044(11) Asakusa, S.; Okada, H.; Kunitake, T. J. Am. Chem. Soc. 1991,113, 1749. doi: 10.1021/ja00005a044

    12. [12]

      (12) Zheng, Z. K.; Nottbohm, C. T.; Turchanin, A.; Muzik, H.; Beyer,A.; Heilemann, M.; Sauer, M.; Gölzhäuser, A. Angew. Chem. Int. Edit. 2010, 49, 8493. doi: 10.1002/anie.201004053(12) Zheng, Z. K.; Nottbohm, C. T.; Turchanin, A.; Muzik, H.; Beyer,A.; Heilemann, M.; Sauer, M.; Gölzhäuser, A. Angew. Chem. Int. Edit. 2010, 49, 8493. doi: 10.1002/anie.201004053

    13. [13]

      (13) Bauer, T.; Zheng, Z. K.; Renn, A.; Enning, R.; Stemmer, A.;Sakamoto, J.; Schlüter, A. D. Angew. Chem. Int. Edit. 2011, 50,7879. doi: 10.1002/anie.v50.34(13) Bauer, T.; Zheng, Z. K.; Renn, A.; Enning, R.; Stemmer, A.;Sakamoto, J.; Schlüter, A. D. Angew. Chem. Int. Edit. 2011, 50,7879. doi: 10.1002/anie.v50.34

    14. [14]

      (14) Nayak, S.; Lyon, L. A. Angew. Chem. Int. Edit. 2005, 44, 7686.doi: 10.1002/(ISSN)1521-3773(14) Nayak, S.; Lyon, L. A. Angew. Chem. Int. Edit. 2005, 44, 7686.doi: 10.1002/(ISSN)1521-3773

    15. [15]

      (15) Tokarev, I.; Minko, S. Soft Matter 2009, 5, 511. doi: 10.1039/b813827c(15) Tokarev, I.; Minko, S. Soft Matter 2009, 5, 511. doi: 10.1039/b813827c

    16. [16]

      (16) Roy, D.; Cambre, J. N.; Sumerlin, B. S. Prog. Polym. Sci. 2010,35, 278. doi: 10.1016/j.progpolymsci.2009.10.008(16) Roy, D.; Cambre, J. N.; Sumerlin, B. S. Prog. Polym. Sci. 2010,35, 278. doi: 10.1016/j.progpolymsci.2009.10.008

    17. [17]

      (17) Raemdonck, K.; Demeester, J.; Smedt, S. D. Soft Matter 2009,5, 707. doi: 10.1039/b811923f(17) Raemdonck, K.; Demeester, J.; Smedt, S. D. Soft Matter 2009,5, 707. doi: 10.1039/b811923f

    18. [18]

      (18) Jin, S. P.; Liu, M. Z.; Chen, S. L.; Bian, F. L.; Chen, Y.;Wang,B.; Zhan, F. L.; Liu, S. X. Acta Phys. -Chim. Sin. 2007, 23, 438.[金淑萍, 柳明珠, 陈世兰, 卞凤玲, 陈勇, 王斌, 詹发禄,刘守信. 物理化学学报, 2007, 23, 438.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20070330(18) Jin, S. P.; Liu, M. Z.; Chen, S. L.; Bian, F. L.; Chen, Y.;Wang,B.; Zhan, F. L.; Liu, S. X. Acta Phys. -Chim. Sin. 2007, 23, 438.[金淑萍, 柳明珠, 陈世兰, 卞凤玲, 陈勇, 王斌, 詹发禄,刘守信. 物理化学学报, 2007, 23, 438.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20070330

    19. [19]

      (19) Shen, Y. H.; Liu, H. M.; Li, G. Q.; Zhai, Z. G.; Shu, X. F.; Tai,X. M. Acta Phys. -Chim. Sin. 2011, 27, 1919. [申迎华, 刘慧敏, 李国卿, 翟志国, 树学峰, 台秀梅. 物理化学学报, 2011, 27,1919.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20110815(19) Shen, Y. H.; Liu, H. M.; Li, G. Q.; Zhai, Z. G.; Shu, X. F.; Tai,X. M. Acta Phys. -Chim. Sin. 2011, 27, 1919. [申迎华, 刘慧敏, 李国卿, 翟志国, 树学峰, 台秀梅. 物理化学学报, 2011, 27,1919.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20110815

    20. [20]

      (20) Chen, L.; Kim, B. S.; Nishino, M.; ng, J. P.; Osada, Y.Macromolecules 2000, 33, 1232. doi: 10.1021/ma990923i(20) Chen, L.; Kim, B. S.; Nishino, M.; ng, J. P.; Osada, Y.Macromolecules 2000, 33, 1232. doi: 10.1021/ma990923i

    21. [21]

      (21) Dai, T.; Jiang, X.; Hua, S.;Wang, X.; Lu, Y. Chem. Commun.2008, 4279.(21) Dai, T.; Jiang, X.; Hua, S.;Wang, X.; Lu, Y. Chem. Commun.2008, 4279.

    22. [22]

      (22) Du, R.; Xu, Y. Z.; Luo, Y. J. ; Zhang, X. T.; Zhang, J. Chem. Commun. 2011, 47, 6287. doi: 10.1039/c1cc10915d(22) Du, R.; Xu, Y. Z.; Luo, Y. J. ; Zhang, X. T.; Zhang, J. Chem. Commun. 2011, 47, 6287. doi: 10.1039/c1cc10915d

    23. [23]

      (23) Mano, N.; Yoo, J. E.; Tarver, J.; Loo, Y. L.; Heller, A. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 7006. doi: 10.1021/ja071946c(23) Mano, N.; Yoo, J. E.; Tarver, J.; Loo, Y. L.; Heller, A. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 7006. doi: 10.1021/ja071946c

    24. [24]

      (24) Pan, L.; Yu, G.; Zhai, D.; Lee, H. R.; Zhao,W.; Liu, N.;Wang,H.; Tee, B. C. K.; Shi, Y.; Cui, Y. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A.2012, 109, 9287. doi: 10.1073/pnas.1202636109(24) Pan, L.; Yu, G.; Zhai, D.; Lee, H. R.; Zhao,W.; Liu, N.;Wang,H.; Tee, B. C. K.; Shi, Y.; Cui, Y. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A.2012, 109, 9287. doi: 10.1073/pnas.1202636109

    25. [25]

      (25) Calvert, P. Adv. Mater. 2009, 21, 743. doi: 10.1002/adma.v21:7(25) Calvert, P. Adv. Mater. 2009, 21, 743. doi: 10.1002/adma.v21:7

    26. [26]

      (26) Slaughter, B. V.; Khurshid, S. S.; Fisher, O. Z.;Khademhosseini, A.; Peppas, N. A. Adv. Mater. 2009, 21, 3307.doi: 10.1002/adma.v21:32/33(26) Slaughter, B. V.; Khurshid, S. S.; Fisher, O. Z.;Khademhosseini, A.; Peppas, N. A. Adv. Mater. 2009, 21, 3307.doi: 10.1002/adma.v21:32/33

    27. [27]

      (27) Wang, Q. G.; Mynar, J. L.; Yoshida, M.; Lee, E.; Lee, M.;Okuro, K.; Kinbara, K.; Aida, T. Nature 2010, 463, 339. doi: 10.1038/nature08693(27) Wang, Q. G.; Mynar, J. L.; Yoshida, M.; Lee, E.; Lee, M.;Okuro, K.; Kinbara, K.; Aida, T. Nature 2010, 463, 339. doi: 10.1038/nature08693

    28. [28]

      (28) Xu, Y.; Sheng, K.; Li, C.; Shi, G. Q. ACS Nano 2010, 4, 4324.doi: 10.1021/nn101187z(28) Xu, Y.; Sheng, K.; Li, C.; Shi, G. Q. ACS Nano 2010, 4, 4324.doi: 10.1021/nn101187z

    29. [29]

      (29) Xu, Y.;Wu, Q.; Sun, Y.; Bai, H.; Shi, G. Q. ACS Nano 2010, 4,7358. doi: 10.1021/nn1027104(29) Xu, Y.;Wu, Q.; Sun, Y.; Bai, H.; Shi, G. Q. ACS Nano 2010, 4,7358. doi: 10.1021/nn1027104

    30. [30]

      (30) Dai, T. Y.; Qing, X. T.; Lu, Y.; Xia, Y. Y. Polymer 2009, 50,5236. doi: 10.1016/j.polymer.2009.09.025(30) Dai, T. Y.; Qing, X. T.; Lu, Y.; Xia, Y. Y. Polymer 2009, 50,5236. doi: 10.1016/j.polymer.2009.09.025

    31. [31]

      (31) Grimme, S. Angew. Chem. Int. Edit. 2008, 47, 3430. doi: 10.1002/(ISSN)1521-3773(31) Grimme, S. Angew. Chem. Int. Edit. 2008, 47, 3430. doi: 10.1002/(ISSN)1521-3773

    32. [32]

      (32) Xu, C. Y.; Li, L. K.; Guo, Q. Q.; Hou, H.W.; Fan, Y. T. Inorg. Chem. Commun. 2011, 14, 1204. doi: 10.1016/j.inoche.2011.04.018(32) Xu, C. Y.; Li, L. K.; Guo, Q. Q.; Hou, H.W.; Fan, Y. T. Inorg. Chem. Commun. 2011, 14, 1204. doi: 10.1016/j.inoche.2011.04.018

    33. [33]

      (33) Ghosh, S.; Rasmusson, J.; Inganäs, O. Adv. Mater. 1998, 10,1097. doi: 10.1002/(ISSN)1521-4095(33) Ghosh, S.; Rasmusson, J.; Inganäs, O. Adv. Mater. 1998, 10,1097. doi: 10.1002/(ISSN)1521-4095

    34. [34]

      (34) Karlsson, R. H.; Herland, A.; Hamedi, M.;Wigenius, J. A.;Åslund, A.; Liu, X.; Fahlman, M.; Inganäs, O.; Konradsson, P.Chem. Mater. 2009, 21, 1815. doi: 10.1021/cm801512r(34) Karlsson, R. H.; Herland, A.; Hamedi, M.;Wigenius, J. A.;Åslund, A.; Liu, X.; Fahlman, M.; Inganäs, O.; Konradsson, P.Chem. Mater. 2009, 21, 1815. doi: 10.1021/cm801512r

    35. [35]

      (35) Zhang, X. T.; Chang, D.W.; Liu, J. R.; Luo, Y. J. J. Mater. Chem. 2010, 20, 5080. doi: 10.1039/c0jm00050g(35) Zhang, X. T.; Chang, D.W.; Liu, J. R.; Luo, Y. J. J. Mater. Chem. 2010, 20, 5080. doi: 10.1039/c0jm00050g

    36. [36]

      (36) Guiseppi-Elie, A. Biomaterials 2010, 31, 2701. doi: 10.1016/j.biomaterials.2009.12.052(36) Guiseppi-Elie, A. Biomaterials 2010, 31, 2701. doi: 10.1016/j.biomaterials.2009.12.052

    37. [37]

      (37) Cutler, C. A.; Bouguettaya, M.; Kang, T. S.; Reynolds, J. R.Macromolecules 2005, 38, 3068. doi: 10.1021/ma047396+(37) Cutler, C. A.; Bouguettaya, M.; Kang, T. S.; Reynolds, J. R.Macromolecules 2005, 38, 3068. doi: 10.1021/ma047396+

    38. [38]

      (38) Liu, R.; Duay, J.; Lee, S. B. ACS Nano 2010, 4, 4299. doi: 10.1021/nn1010182(38) Liu, R.; Duay, J.; Lee, S. B. ACS Nano 2010, 4, 4299. doi: 10.1021/nn1010182

    39. [39]

      (39) Yamamoto, T.; Sakamaki, M.; Fukumoto, H. Synth. Met. 2003,139, 169. doi: 10.1016/S0379-6779(03)00104-8(39) Yamamoto, T.; Sakamaki, M.; Fukumoto, H. Synth. Met. 2003,139, 169. doi: 10.1016/S0379-6779(03)00104-8

    40. [40]

      (40) Barsch, U.; Beck, F. Electrochimica Acta 1996, 41, 1761. doi: 10.1016/0013-4686(95)00493-9(40) Barsch, U.; Beck, F. Electrochimica Acta 1996, 41, 1761. doi: 10.1016/0013-4686(95)00493-9

    41. [41]

      (41) Zotti, G.; Zecchin, S.; Schiavon, G.; Groenendaal, L. B. Chem. Mater. 2000, 12, 2996. doi: 10.1021/cm000400l(41) Zotti, G.; Zecchin, S.; Schiavon, G.; Groenendaal, L. B. Chem. Mater. 2000, 12, 2996. doi: 10.1021/cm000400l

    42. [42]

      (42) Chang, X. H.; Chen, D. R.; Jiao, X. L. Polymer 2010, 51, 3801.doi: 10.1016/j.polymer.2010.06.018(42) Chang, X. H.; Chen, D. R.; Jiao, X. L. Polymer 2010, 51, 3801.doi: 10.1016/j.polymer.2010.06.018

    43. [43]

      (43) Ling, S. K.; Tian, H. Y.;Wang, S. B.; Rufford, T.; Zhu, Z. H.;Buckley, C. E. J. Colloid Interface Sci. 2011, 357, 157.(43) Ling, S. K.; Tian, H. Y.;Wang, S. B.; Rufford, T.; Zhu, Z. H.;Buckley, C. E. J. Colloid Interface Sci. 2011, 357, 157.

    44. [44]

      (44) Hao, G. P.; Li,W. C.;Wang, S.; Zhang, S. F.; Lu, A. H. Carbon2010, 48, 3330. doi: 10.1016/j.carbon.2010.05.011(44) Hao, G. P.; Li,W. C.;Wang, S.; Zhang, S. F.; Lu, A. H. Carbon2010, 48, 3330. doi: 10.1016/j.carbon.2010.05.011

    45. [45]

      (45) Mohan, D.; Singh, K. P.; Singh, G.; Kumar, K. Ind. Eng. Chem. Res. 2002, 41, 3688. doi: 10.1021/ie010667+(45) Mohan, D.; Singh, K. P.; Singh, G.; Kumar, K. Ind. Eng. Chem. Res. 2002, 41, 3688. doi: 10.1021/ie010667+

    46. [46]

      (46) Zhang, X. M.; Peng, C. S.; Xu, G. C. J. Incl. Phenom. Macrocycl. Chem. 2012, 72, 165.(46) Zhang, X. M.; Peng, C. S.; Xu, G. C. J. Incl. Phenom. Macrocycl. Chem. 2012, 72, 165.

    47. [47]

      (47) Crini, G.; Badot, P. M. Prog. Polym. Sci. 2008, 33, 399. doi: 10.1016/j.progpolymsci.2007.11.001(47) Crini, G.; Badot, P. M. Prog. Polym. Sci. 2008, 33, 399. doi: 10.1016/j.progpolymsci.2007.11.001

    48. [48]

      (48) Purkait, M. K.; DasGupta, S.; De, S. J. Environ. Manage. 2005,76, 135. doi: 10.1016/j.jenvman.2005.01.012(48) Purkait, M. K.; DasGupta, S.; De, S. J. Environ. Manage. 2005,76, 135. doi: 10.1016/j.jenvman.2005.01.012

    49. [49]

      (49) Graciani, M. D. M.; Rodríguez, A.; Fernández, G.; Moyá, M. L.Langmuir 1997, 13, 4239. doi: 10.1021/la970291y

      (49) Graciani, M. D. M.; Rodríguez, A.; Fernández, G.; Moyá, M. L.Langmuir 1997, 13, 4239. doi: 10.1021/la970291y

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  604
  • 文章访问数:  2860
  • HTML全文浏览量:  25
文章相关
  • 发布日期:  2012-09-26
  • 收稿日期:  2012-07-19
  • 网络出版日期:  2012-09-14
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章