[发明专利]小分子凝胶因子、凝胶材料及制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种小分子凝胶因子、凝胶材料及制备方法和应用，本发明的凝胶因子利用廉价、易得的苯乳酸为原料，通过简单成熟的化学反应引入酰肼基团和疏水的烷基链得到。该凝胶因子可以有效胶凝多种有机溶剂，与苯甲酸甲酯形成的凝胶材料可以快速、高效去除污水中的苯酚；该凝胶因子在不借助添加剂的情况下可选择性地胶凝油水混合物中的汽油、柴油、煤油、润滑油等石油产品和原油，通过简单操作实现了油水分离，可用于原油及石油产品的泄漏治理，是一种多功能凝胶因子，并且该凝胶因子具有良好的回收利用性，在污水中苯酚的去除和海上溢油处理等领域具有很好的应用前景。

技术领域

本发明涉及凝胶材料的技术领域，尤其涉及一种小分子凝胶因子、凝胶材料及制备方法和应用。

背景技术

染料、农药、酚类及石油产品等有机污染物的排放和泄漏严重威胁着水生态系统和人类健康，并且对社会造成严重的经济损失。目前，关于有机污染物的处理手段主要包括物理吸附、化学沉降及生物降解等，但由于诸多因素、缺陷的影响使上述处理手段在实际应用过程中表现效果不佳。因此，开发新型材料和处理手段成为有机污染物处理的核心内容之一。

人们发现某些小分子有机化合物能在很低的浓度下使大多数有机溶剂凝胶化，使整个体系形成类似粘弹性液体或固体的物质，称为分子凝胶或有机凝胶。这类小分子有机化合物被称为凝胶因子(Gelator)。近年来，小分子凝胶因子作为一种新型的软材料受到了广泛关注。有机凝胶因子通过分子与分子之间的氢键，π-π堆积，范德华力以及其它非共价键相互作用组装成三维网络或纤维结构而形成空穴，能使数千倍于自身个数的溶剂分子凝胶化。由于独特的相选择性、可重复利用性以及较大的比表面积，超分子凝胶在有机污染物的处理方面具有潜在的应用前景。但是，目前现有凝胶因子的制备方法复杂，成本高，胶凝时间长以及需要借助辅助溶剂等限制了超分子凝胶材料在实际中的进一步应用。因此，设计开发低成本、高性能且在凝胶污染物时不需要辅助溶剂或手段的凝胶因子具有十分重要的意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种小分子凝胶因子、凝胶材料及制备方法和应用，旨在解决现有小分子凝胶因子的制备方法复杂，成本高，胶凝时间长以及胶凝过程中需要借助辅助溶剂或其他手段的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：

一种小分子凝胶因子，所述小分子凝胶因子的结构如式Ⅰ所示：

其中，R表示C₅-C₁₅的烷基。

相对于现有技术，本发明提供的小分子凝胶因子可以有效胶凝多种有机溶剂，其与苯甲酸甲酯形成的凝胶材料可以通过吸附和过滤的方法实现对苯酚污染物的快速、有效地去除；本发明提供的小分子凝胶因子还可以在不借助辅助溶剂或其他手段的条件下，直接以粉末的形式选择性地胶凝汽油、柴油、煤油及润滑油等石油产品和原油，通过简单操作即可实现油水分离以及小分子凝胶因子和油类物质的再生利用。本发明提供的小分子凝胶因子不但可应用于污水中苯酚的去除，还能应用于海上溢油处理，是一种多功能的小分子凝胶因子，且所述小分子凝胶因子还具有良好的回收利用性，具有广阔的应用前景。

优选的，R表示为C₇-C₁₄的烷基。

更优选的，R表示为C₁₁的烷基。

本发明还提供一种小分子凝胶因子的制备方法，所述小分子凝胶因子的制备方法，其包括以下步骤：

步骤一、将2-乙酰氧基-3-苯丙酸加入二氯甲烷中，得混合液，向所述混合液中加入氯化亚砜，反应5-10小时，旋除二氯甲烷和氯化亚砜，得中间产物，向所述中间产物中加入二氯甲烷，得反应液；

步骤二、向所述反应液中加入如式Ⅲ所示的烷基酰肼和有机碱，反应结束后，经柱层析色谱分离，洗涤，得如式Ⅰ所示小分子凝胶因子；