凝胶因子在分相凝胶中选择性除油的应用

1. 凝胶因子在分相凝胶中选择性除油的应用 ------申花花

2. 海上除油的方法 • 拦油栅 • 加入吸收剂 • 菌类分解 • 借助于分散剂、吸附剂和固化剂（这些对环境是有害的），并且油类的回收也比较困难

3. 凝胶法净化水优点 • 选择合适的凝胶因子，可以高效的净化水 • 分离出的凝胶通过加热，蒸馏可以重新回收油类和凝胶因子，都可以循环利用 • 凝胶法是环保的、绿色的

4. 凝胶因子 • 糖类衍生物 • 酰胺类衍生物 • 有机盐类凝胶因子

5. 糖类衍生物

6. 1 化合物1和2在一些油类中可以形成凝胶。 化合物2 能够选择性凝胶，而化合物1 不能，这是由于化合物1与油相比更易溶于水。从而水破坏其氢键的形成，故不能自组装。 可以生物降解 [1].Prathap, A. and K.M. Sureshan. CHEMICAL COMMUNICATIONS, 2012. 48(43): p. 5250-5252.

8. 另外，不同的组分凝胶的浓度也不一样，当馏分的沸点很低时不会出现凝胶。另外，不同的组分凝胶的浓度也不一样，当馏分的沸点很低时不会出现凝胶。 [1].Prathap, A. and K.M. Sureshan. CHEMICAL COMMUNICATIONS, 2012. 48(43): p. 5250-5252.

9. 2 Man-8和Sor-8才可以分相。其中甘露醇衍生物有更高的转变温度。 凝胶的性能可以被调整通过改变亲水的糖和疏水的烷基链。 被保护了的在油中形不成凝胶。说明是氢键的作用。 需要加热，若加入乙醇不需。 应用于柴油、汽油、机油和原油（只要R中的n>9），海水 甘露醇 山梨醇 [2].Jadhav, S.R., et al. ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION, 2010. 49(42): p. 7695-7698.

10. 3 在光照情况下，这两种结构可以互相转化。其中Trans（反式结构）可以在芳香族溶剂中形成凝胶，这与共轭有关。光照影响他的构型，构型影响他的凝胶性能。此物质可以用于净化废水中有毒的芳香族物质。 [3].Rajaganesh, R., et al. ORGANIC LETTERS, 2012. 14(3): p. 748-751.

11. 4 化合物2 ，10mg，2ml水和0.5ml甲苯,可凝胶甲苯。 化合物2 ，25mg，2ml盐水和0.5ml柴油，45min后发生凝胶。 （将化合物溶解在100微升四氢呋喃） 相同的现象在煤油、十六烷、和碳氢化合物中可能都有。 研究表明不同的油水比例和盐类都不会影响效果。（可用于燃料油，柴油，煤油，汽油）但是这个过程需要加热，这限制了他的应用。 也有可能应用于有毒的染料回收，其中化合物2可以用于回收紫罗兰染料。 [4].Mukherjee, S. and B. Mukhopadhyayr. RSC ADVANCES, 2012. 2(6): p. 2270-2273.

12. 酰胺类衍生物

13. 1 P1只是在脂肪族的碳氢化合物中形成凝胶，而在芳香性的不能形成凝胶。 P2和p3统统不能形成凝胶。（2是由于增加了他的灵活性，3是由于芳香性的缺失。）在90s内可以分相凝胶柴油，相转变温度在38到50之间。通过加入少量的乙醇可使其在室温下完成反应。虽然乙醇可以破坏它的结构，但是整体的效益还不会受影响。 同样，有离子的存在，也不会影响其效果，所以也可以应用于河水和海水中。 [5].Basak, S., J. Nanda and A. Banerjee. JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY, 2012. 22(23): p. 11658-11664.

14. 2 1可以达到相分离，从水中分离非极性的油类，但是需要加热，这就限制了他的应用.其他的不能达到凝胶的目的。推断 -COOH ，-NH-C(=O)在凝胶过程中起着很大的作用。 室温下，将凝胶因子加入与水混溶的溶剂中，如乙醇。再加入1:1油与水的试管中，在柴油、汽油、机油、原油（其中R中的n要大于9）中都可以分相凝胶。 应用于油类的薄层，也是可以作用的 [6].Bhattacharya, S. and Y. Krishnan-Ghosh. CHEMICAL COMMUNICATIONS, 2001(2): p. 185-186.

15. 3 1）化合物1、2、3、6和12、13、14、10的比较，表示交换官能团的位置也有很大影响 2）化合物5和6的比较，说明HLB重要 3）钠盐不仅可以提高凝胶性能还可以使原本不能凝胶的发生凝胶，如1和5 [7].Kar, T., et al. Langmuir, 2009. 25(15): p. 8639-8648.

16. 1）钠盐的凝胶能力比羧酸的强，这说明电荷的相互作用有助于形成凝胶。1）钠盐的凝胶能力比羧酸的强，这说明电荷的相互作用有助于形成凝胶。 2）可以通过调节溶液的pH值，来达到分相凝胶的效果。 3）化合物7、8、9不形成凝胶这是由于亲水性增强，破坏了HLB值，说明HLB值对分相凝胶有很大的影响。 4）L -缬氨酸 比 L -异亮氨酸 , and L -亮氨酸,L -丙氨酸中，是最适合的，因为大的或小的基团都不利于形成凝胶。这表明凝胶因子的大小会对分相凝胶有很大的影响。

17. 5a, 11a, 13a, 14a, and 16a 这几个也可以将水凝胶化，但是他们的羧酸并不会将水凝胶，根据此来形成分相 凝胶。 将凝胶因子与水和甲苯混合，产生凝胶，再加入盐酸，水中的凝胶盐形成 羧酸，从而水不再被凝胶，达到分相凝胶的效果。 [7].Kar, T., et al. Langmuir, 2009. 25(15): p. 8639-8648.

18. 4 实验表明化合物5和6有很好的凝胶能力。其中化合物5可以除去水中的芳香族油类。没有说其他的会怎样。 [8].Debnath, S., et al. CHEMISTRY-A EUROPEAN JOURNAL, 2008. 14(23): p. 6870-6881.

19. 可以分离水中的二甲苯和煤油 5

20. 6 化合物2和3的凝胶能力要比化合物1好； 常温下， CHCl3, CCl4，和甲苯及其二甲苯可以通过2和3将其从水中分离。（该过程不需要加热也不需要加入相关溶剂。）

21. 有机盐类凝胶因子

22. 1 C1A15,C4A15, and C7A15（都是对位取代），在少量甲醇的作用下可以分相汽油，煤油 和柴油。在常温下，但是凝胶时间比较长，需要几个小时。实验表明长的烷基链和间位取代有助于形成凝胶。 [9].Ballabh, A., D.R. Trivedi and P. Dastidar. CHEMISTRY OF MATERIALS, 2006. 18(16): p. 3795-3800.

23. [9].Ballabh, A., D.R. Trivedi and P. Dastida. CHEMISTRY OF MATERIALS, 2006. 18(16): p. 3795-3800.

25. 2 13的效果最好，并且可以形成分相凝胶（具体的分相凝胶哪些并没有说），这与其在水中的溶解度有关。在室温下，作用即可。 [10].Trivedi, D.R. and P. Dastidar. CHEMISTRY OF MATERIALS, 2006. 18(6): p. 1470-1478.

26. 3 1）氢键的相互作用，π-π堆积，Cl---Cl之间的非键作用，离子之间电荷的相互作用。 2）盐1可以与许多有机溶剂作用，包括极性的和非极性的；盐2只能与非极性的溶剂作用，盐3不会形成凝胶。这说明取代基的位置对其影响特别大。 3）盐1可以分相凝胶燃料用油和食用油，在室温下，不过需要几个小时，时间较长。其中海水中的离子也不会影响其凝胶作用。 [11].Trivedi, D.R., A. Ballabh and P. Dastidar. CHEMISTRY OF MATERIALS, 2003. 15(21): p. 3971-3973.

27. 4 形成的盐，可以用于分相，汽油可以。 [12].Dastidar, P. CHEMICAL SOCIETY REVIEWS, 2008. 37(12): p. 2699-2715.

28. 展望 [13].Das, U.K., et al. JOURNAL OF ORGANIC CHEMISTRY, 2009. 74(18): p. 7111-7121.

29. 可以尝试着在分相凝胶 1 该盐很容易合成 2 电荷作用及其氢键作用有助于凝胶 3这些凝胶因子可以在常温下形成凝胶，所以可以研究其能不能用于分相凝胶 [13].Das, U.K., et al. JOURNAL OF ORGANIC CHEMISTRY, 2009. 74(18): p. 7111-7121.

30. 分相凝胶的机理 • 水也可以参与形成氢键，因此要考虑水对网状结构的破坏性 • 在油中有合适的溶解度 • 合适的亲水性和合适的HLB值

31. 目前研究的瓶颈 • 有些凝胶需要加热和冷却或者形成凝胶，这样会带来弊端，在海洋上是无法加热的。 • 有时需要可溶性的载体，若加入载体可能会带来海洋的污染。 • 需要考虑凝胶的稳定性和凝胶的能力。 • 需要考虑的分相凝胶之后，水中剩余的凝胶对海洋的影响。 • 凝胶因子要容易合成，并且要环保绿色

32. 咱们自己的凝胶要试一试 • 对于处理海水中的油污，实验与实际还有差距，例如，实际中的油污基本形成单分子薄膜。 • 此外，有些凝胶因子可以用于油类的运输

33. 参考文献： [1].Prathap, A. and K.M. Sureshan, A mannitol based phase selective supergelator offers a simple, viable and greener method to combat marine oil spills. CHEMICAL COMMUNICATIONS, 2012. 48(43): p. 5250-5252. [2].Jadhav, S.R., et al., Sugar-Derived Phase-Selective Molecular Gelators as Model Solidifiers for Oil Spills. ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION, 2010. 49(42): p. 7695-7698. [3].Rajaganesh, R., et al., Synthesis and Properties of Amphiphilic Photoresponsive Gelators for Aromatic Solvents. ORGANIC LETTERS, 2012. 14(3): p. 748-751. [4].Mukherjee, S. and B. Mukhopadhyay, Phase selective carbohydrate gelator. RSC ADVANCES, 2012. 2(6): p. 2270-2273. [5].Basak, S., J. Nanda and A. Banerjee, A new aromatic amino acid based organogel for oil spill recovery. JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY, 2012. 22(23): p. 11658-11664. [6].Bhattacharya, S. and Y. Krishnan-Ghosh, First report of phase selective gelation of oil from oil/water mixtures. Possible implications toward containing oil spills. CHEMICAL COMMUNICATIONS, 2001(2): p. 185-186.

34. 参考文献： [7].Kar, T., et al., Organogelation and Hydrogelation of Low-Molecular-Weight Amphiphilic Dipeptides: pH Responsiveness in Phase-Selective Gelation and Dye Removal. Langmuir, 2009. 25(15): p. 8639-8648.[8].Debnath, S., et al., Dipeptide-based low-molecular-weight efficient organogelators and their application in water purification. CHEMISTRY-A EUROPEAN JOURNAL, 2008. 14(23): p. 6870-6881. [9].Ballabh, A., D.R. Trivedi and P. Dastidar, New series of organogelators derived from a combinatorial library of primary ammonium monocarboxylate salts. CHEMISTRY OF MATERIALS, 2006. 18(16): p. 3795-3800. [10].Trivedi, D.R. and P. Dastidar, Instant gelation of various organic fluids including petrol at room temperature by a new class of supramolecular gelators. CHEMISTRY OF MATERIALS, 2006. 18(6): p. 1470-1478. [11].Trivedi, D.R., A. Ballabh and P. Dastidar, An easy to prepare organic salt as a low molecular mass organic gelator capable of selective gelation of oil from oil/water mixtures. CHEMISTRY OF MATERIALS, 2003. 15(21): p. 3971-3973. [12].Dastidar, P., Supramolecular gelling agents: can they be designed? CHEMICAL SOCIETY REVIEWS, 2008. 37(12): p. 2699-2715.

35. 参考文献： [13].Das, U.K., et al., Supramolecular Synthons in Noncovalent Synthesis of a Class of Gelators Derived from Simple Organic Salts: Instant Gelation of Organic Fluids at Room Temperature via in Situ Synthesis of the Gelators. JOURNAL OF ORGANIC CHEMISTRY, 2009. 74(18): p. 7111-7121.

36. 谢谢观看