松香基双子表面活性剂合成微纳米氧化物的结构调控及模板机理研究

Rosin is natural and renewable resources and is very rich and cheap in china. It can't be applied directly becanse its easy oxidation and crystallization in its structure. So the project choose rosin as raw material to prepare excellent surface activity gemini surfactants by introducing the flexible and rigid connections to enhandcing the rigidity and flexibility of the structure basing on using natural materials to prepare non-toxic, biodegradable and biocompatible gemini surfactants as the main line. Using different rosin gemini surfactants as the soft template to regulate and control the morphology and structure of micro nano oxides in the process of preparation because it is easy to form ordered aggregates at lower CMC values. In this study, investigating soft templating mechanism of the rosin gemini surfactants to explain the morphological characteristics of ordered aggregates with different structures of rosin gemini surfactants at concentrations above CMC and reveal change regulation of forming ordered aggregates in solution, which providing research thoughts for utilizing rosin gemini surfactants as soft template.

松香是一种资源丰富的林化天然产品，价廉量大，其自身结构存在易氧化、结晶等缺陷，不利于其直接应用。因此项目本着合理有效利用天然绿色原料并制备无毒、可降解且生物相容性好的双子表面活性剂为主线，选用松香为原料制备表面活性更优的双子表面活性剂，通过柔性和刚性连接基的引入增强其结构的刚、柔性，并对其表面活性进行分析及结构确证；然后以不同结构的松香基双子表面活性剂为软模板剂，易于在更低的CMC值下形成有序聚集体，其对制备微纳米氧化物的形貌、结构具有调控作用，项目探索并解明松香基双子表面活性剂的软模板作用机理；阐释不同结构的松香基双子表面活性剂溶液浓度在CMC值及以上时有序聚集体的形态特点；并揭示其在溶液中形成有序聚集体的变化规律，为松香基双子表面活性剂作为软模板剂的应用提供研究思路。

松香及其衍生物是一种天然的可再生资源，其产量大，价格低廉。本项目合理有效利用天然绿色松香衍生物资源，合成了两种松香基双子表面活性剂和一种松香基碳点材料，同时分析了两种双子表面活性剂的结构和表面性能。结果表明，两种双子表面活性剂均可在较低的浓度下形成有序的聚集态胶束，相应的CMC值比常用的普通型表面活性剂低1-2个数量级。通过对碳点的结构和光学性能分析表明，该碳点可用于水环境中Fe3+的检测和生物成像。再以松香基双子表面活性剂为模板，通过改变其浓度制备了中空介孔二氧化硅、纳米氧化亚铜、纳米二氧化钛，并详细探讨了双子表面活性剂的模板作用机制，阐释了不同浓度表面活性剂对中空介孔二氧化硅微球、纳米氧化亚铜和二氧化钛形貌的影响，以及对纳米氧化亚铜和二氧化钛紫外光下催化活性的影响，进一步揭示了松香基双子表面活性剂胶束聚集形态的变化规律。同时又研究了松香基碳点/二氧化钛复合物在可见光（420nm单波长光、LED光、室外太阳光和模拟太阳光）照射下光催化降解污染物的能力，从而揭示了松香基碳点可作为可见光敏化剂，能够促进半导体催化剂的可见光催化性能。该项目研究不仅为松香基双子表面活性剂的模板应用提供了研究基础，也为松香基衍生物资源在光化学材料的应用提供了研究思路。