王玮迟博伟吴云邓崇海(．合肥学院， 安徽 合肥 3060； ．安徽能源学校， 安徽 合肥 300)

基于Gemini表面活性剂的新型超分子凝胶体系及其温敏荧光性质

王玮1迟博伟2吴云1邓崇海1(1．合肥学院， 安徽 合肥 230601； 2．安徽能源学校， 安徽 合肥 230011)

本论文基于Gemini表面活性剂特殊的黏度性质设计一些超分子水凝胶，并从中选择凝胶。强度比较强的凝胶体系与CdS纳米量子点组合设计成一种独特的智能凝胶。实验中将CdS纳米量子点引入凝胶体系通过自组装成新型凝胶体系。本实验考察了这种自组装凝胶的温度敏感性质，研究了凝胶体系对CdS纳米量子点的荧光强度的影响，利用不同粒径的CdS纳米量子点溶液制得了一系列在紫外灯下具有不同颜色的智能凝胶并对它们作了一定的表征。

Gemini表面活性剂；CdS半导体量子点；智能水凝胶；自组装凝胶

gemini surfactant; CdS semiconductor nanocrystal quantum; intelligent hydrogel; assembled gels.

Gemini表面活性剂是低聚表面活性剂(oligemeri csurfactants)[1]的一种，它是利用联接链(spacer group)将两个相同的表面活性剂单体在其亲水头基部位或靠近其亲水头基部位通过化学键连接在一起形成的两亲性分子，是一类双亲油基双亲水基的两亲物。半导体纳米晶(又称量子点，简称QDs)的直径只有1～12nm，因此存在特殊的物理性质：如量子尺寸效应、表面效应等，表现出优良的荧光纳米效应。凝胶的结构复杂，与胶体之间的界限比较模糊，准确的定义凝胶较为困难。迄今为止，无论在哪一种定义中，凝胶是三维结构的物质[2]，而且是占据了被给予的整个空间的“无限结构物”。按照Flory对凝胶的定义，体系满足下面两个条件的就可被称为凝胶：①在对体系进行测试和分析的相当一段时间内，其宏观结构保持不变；②凝胶的流变力学行为类似于固体。按照Flory的理论，凝胶结构分为四种类型：具有中间层的有序层状结构；通过共价键形成的完全无序高分子网络结构；通过物理结合作用下形成的局部有序的高分子网络；粒状的无序结构。

1 基于Gemini表面活性剂的超分子水凝胶的制备

分别配制0．01M的18-3-18表面活性剂溶液，然后利用0．2 M的NaOH溶液和反丁烯二酸配制0．05 M的反丁烯二酸钠溶液。将表面活性剂溶液与有机酸盐类按照不同比例混合，摸索形成凝胶的最佳条件。实验现象：将试管倒置溶剂没有流动则此状态为稳定凝胶(G)，有流动但有像冻状的东西存在称其为半凝胶(PG)，只有溶液为溶解(S)，如果出现沉淀则记为沉淀(P)。

2 CdS纳米量子点的制备[3]

根据文献[4]：取10mL的5mM的CdCl2溶液于烧杯中，加入5微升的巯基乙酸，溶液变浑浊，用10M的NaOH溶液调节至7左右，加入1．89mM的Na2S溶液，用1M的NaOH溶液或1M的HCl溶液调节pH至8．2左右，连续搅拌4小时。通过改变Cd与S的摩尔比和反应pH值，制备不同粒径大小的CdS纳米量子点。

3 CdS纳米量子点与凝胶体系的组装及对所得新型材料性质的研究

在洗净干燥后的试管中加入1ml的0．01M的18-3-18和0．18 mL的0．05M的反丁烯二酸钠，再加入不同体积的同一种CdS纳米量子点反应溶液。通过改变加入CdS纳米量子点溶液和反丁烯二酸钠溶液的体积，选出荧光强度较大的且最大荧光发射波长不同的几组CdS纳米量子点溶液制成组装凝胶，并把它们放在紫外灯下观察其颜色。选择四组含有不同CdS纳米量子点的凝胶测其荧光强度，同时将对应的CdS纳米量子点溶液按比例制成参比溶液测其荧光强度。选择一种荧光强度比较强的组装凝胶测其在5℃～20℃两温度之间荧光强度变化。并把已制好的新型组装凝胶，由常温加热至68℃，之后降温至40℃，再升温60℃，循环多次，由实验结果可以发现，经高温处理过的溶胶体系其荧光强度很难随着温度的变化而进行可逆的变化，它在第一次升到高温后，荧光强度急剧下降，之后很难恢复，可能的原因是高温时体系的纳米量子点颗粒运动加剧，粒子间碰撞几率大大增加，使得晶粒团聚，纳米晶数目急剧减少，从而导致荧光强度循环困难。我们也考察了凝胶的温敏情况，我们选择在5℃和20℃两个温度点之间循环，通过测试其荧光强度变化，我们可以得出所制得的新型凝胶的荧光强度能够在低温下随着温度的改变而发生可逆的变化。

[1]唐善法，刘忠运[M].北京：化学工业出版社，2011.

[2]刘文广，姚康德[J].高分子材料科学与工程，2002，18(5):54-57.

[3] Jessica O.inter,Natalia Gomez[J].Colloids and Surfaces A: Physicochem.Eng.Aspects 2005,(254):147-157.

[4]J.K.Lee,M.Kuno,M.G.Bawendi[J].Materials Research Society,Pittsburgh.1997,323.