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葫芦[n]脲作为一种具有超高的力学稳定性和热稳定性的超分子两亲性化合物,由偶数甘脲单元组成葫芦脲整体呈非极性,不溶于水和大多数有机溶剂,因此该领域最基本的研究方向是使其功能化。目前已经掌握的三种方式:其一是利用其空腔包结尺寸合适或亲、疏水作用相匹配的客体分子,形成主-客体化合物;其二是利用带负电的羰基端口与金属阳离子或有机阳离子间的离子-偶极相互作用形成配合物;其三是通过直接取代或间接取代(在合成前的甘脲单元上取代,再聚合)制备葫芦[n]脲衍生物,而衍生物的意义,不只限于对CB[n]本体功能化的拓展,更重要的是以此为基础可以继续衍生化和聚合开发。本文主要是围绕这三种功能化方式分别展开了以下三部分实验:(1)我们利用疏水作用和离子交换作用成功将“套管”型主客体有机复合物葫芦[6]脲-丁胺盐(CB[6]-BA)插层进入两种黏土材料人工合成Laponite(LN)和钙基-蒙脱土(Ca-MMT)片层间,其中改性后的LN材料对亚甲基蓝(MB)染料溶液的吸附效果明显,表征确定其吸附过程为化学单分子层吸附,且在低离子强度和高pH值的环境下吸附效率最高,且改性后的吸附剂可重复使用,对有机染料废水的处理有着实际的应用价值。(2)我们利用CB[6]羰基端口具有与金属离子之间形成离子-偶极强相互作用的特性制备了CB[6]-Ce3+配合物,表征确定该配合物在水中为片层堆叠的薄膜状结构,且膜上均匀分布着直径为0.7μm左右和45μm的大小两种圆柱形孔道,将该材料应用于偶氮胭脂红B(AZ-B)染料的吸附去除效果明显,吸附过程为染料分子扩散至吸附剂材料单片层结构里,而被片层上的圆柱形孔洞捕获的过程,在低离子强度和pH值为中性的环境下吸附效率最高。并以CB[6]与Ce的相互作用为基础,将CB[6]作为结构导向剂,通过沉淀法和水热法两种方法制备CeO2在改变不同条件下通过TEM和SEM表征分析得出产物形貌最好的制备条件,结果表明,CB[6]能够有效的调控CeO2材料的结构及形貌。(3)我们通过芬顿氧化法成功制备了腰间取代的氧化羟基CB[6]和氧化羟基CB[7],表征发现随着羟基源H2O2投入量的增大,Fe2+投入量增加,反应时间的延长和反应温度的升高,产物CB[n]-(OH)n氧化程度增强。溶解性实验表明所有样品均溶于NaCl溶液,且随着产物CB[n]-(OH)n的氧化程度的增强其在水中溶解度逐渐降低(与CB[6]不同的是CB[7]具有水溶性),相反在DMSO中的溶解度逐渐增大。总结以探索实验条件CB[6]:H2O2=1:8比例下:0.25倍Fe2+和1倍HCl投入量下可制备高纯度CB[6]-(OH)1;CB[6]:H2O2=1:8比例下:0.25倍Fe2+和1倍HCl投入量下可制备高纯度CB[6]-(OH)2;CB[6]:H2O2=1:8比例下,0.25倍Fe2+和1倍HCl投入量,固定变量叠加3次可制备高纯度CB[6]-(OH)6;CB[7]:H2O2=1:14比例下,0.28倍Fe2+和1倍HCl投入量下可制备高纯度CB[7]-(OH)1。