基于氧化钛的多维多尺度的复合有机凝胶体系的构筑及光催化性能研究

In this project, functional organogel will be constructed rationally by introducing the sensing and coordination building blocks into the organogelator molecules. TiO2 nanoparticles could be fabricated facilely by using the gel networks as the template and modifier. Nanocomposite organogel composed of the co-assembly of organogel aggregates and TiO2 nanoparticles will be prepared by the addition of Ru（II） complex containing -COOH or -H2PO4 group which could bind TiO2 and be coordinated with the organogelator. The nanocomposite organogel is expected to have the ability to detect and extract the organic pollutant in environment. By the photosensitive effect from the Ru（II）based dye in organogel issue, the concentrated pollutant could be degraded in visible light with TiO2 nanoparticles as the photocatalyst. The study will be mainly focus on the co-assembly behavior, and the sorption-desorption mechanism; the effective charge transfer from the Ru（II）-based dye to TiO2 and the mechanism of photocataylytic reaction will be investigated. This work will provide theoretical basis for the fabrication of new molecular material with special function and process.

本项目基于配位化学和组装化学原理，利用有机合成的方法，通过合理的分子设计与化学修饰，把传感基团和配位基团引入到有机分子凝胶因子中。利用分子凝胶网络作为模板构筑多维多尺度的氧化钛微纳米粒子；引入含羧酸或磷酸基的钌配合物，在凝胶体系中实现氧化钛纳米粒子与分子凝胶聚集体之间的定向复合组装，获得氧化钛-分子凝胶纳米复合材料。通过传感基团实现该材料对环境中污染物的检测功能；通过凝胶/水相萃取的方法，实现该材料对污染物的富集功能；通过染料基团（钌配合物）对氧化钛的光敏化效应，实现该材料对污染物的可见光降解功能。在此基础上，将深入研究凝胶因子和氧化钛前驱体之间的组装行为，探讨污染物在凝胶体系中的吸附-解吸机理，揭示凝胶体系中染料基团和氧化钛导带之间的有效电荷转移机制，研究界面光催化反应机理。本项目的研究将为程序化开发特定功能和过程的分子功能材料提供理论基础。

本项目基于配位化学和组装化学原理，利用有机合成的方法，通过合理的分子设计与化学修饰，把传感基团和配位基团引入到有机分子凝胶因子中。利用分子凝胶网络作为模板构筑多维多尺度的氧化钛微纳米粒子；引入含羧酸或磷酸基的钌配合物，在凝胶体系中实现氧化钛纳米粒子与分子凝胶聚集体之间的定向复合组装，获得氧化钛-分子凝胶纳米复合材料。通过传感基团实现该材料对环境中污染物的检测功能；通过凝胶/水相萃取的方法，实现该材料对污染物的富集功能；通过染料基团对氧化钛的光敏化效应，实现该材料对污染物的可见光降解功能。在此基础上，将深入研究凝胶因子和氧化钛前驱体之间的组装行为，探讨污染物在凝胶体系中的吸附-解吸机理，揭示凝胶体系中染料基团和氧化钛导带之间的有效电荷转移机制，研究界面光催化反应机理。本项目的研究将为程序化开发特定功能和过程的分子功能材料提供理论基础。