单分子膜及其诱导硒纳米材料的研究

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单分子膜和LB膜具有分子水平上的可调控性,它们提供了一种非常有用的在气/液、液/固界面上组装有机及有机/无机纳米复合单层膜和多层膜的方法和技术,具有厚度可控、结构可控、有序度可控、易于形成复合膜、易于功能化等特点,因此该方向的研究引起了人们高度重视。本论文组装了新合成的功能分子3-二茂铁基-2-丁烯酸(FCA)、2-十六烷氧基苯胺(C16OAn)的单分子膜和LB膜,并利用十八胺(ODA)/维生素C(VC)、维生素E(VE)、C16An单分子膜成功诱导了纳米硒的形成,制备了含纳米硒的LB超薄膜,其主要研究内容包括以下四个部分: 第一部分:合成了新的含二茂铁基团的功能分子FCA,利用成膜性能较好的ODA作为辅助成膜物质,将其组装进混合单分子膜中。利用混合单分子膜的表面压-单分子面积(π-A)等温线、dπ/dA-A曲线和ODA的表观单分子面积AODA与x(ODA)的关系曲线对单分子膜性质进行了研究,结果表明在FCA摩尔分数小于70%时,它可以完全组装到单分子膜中,同时由于FCA与ODA发生质子转移反应,形成FCA-和HODA+离子,当两者比例为1∶1时,达到净电荷为零的稳定状态,分子之间的静电排斥作用最小,混合单分子膜最稳定。 第二部分:研究了不同pH值的亚硒酸溶液亚相上ODA单分子膜的性质,π-A等温线和dπ/dA-A曲线都表明碱性亚相上单分子膜的成膜性能较好。在一定的膜压下,向不同pH值的亚相中加入还原剂维生素C后,生成了不同形貌的纳米硒,其中,在pH值为9和11时,生成了球形纳米硒颗粒,粒径大小在37nm左右,pH值为9时生成的纳米硒颗粒比pH为11时多。利用LB技术将该条件下的ODA/纳米硒复合单分子膜转移到固体基片上,利用X射线光电子能谱、小角X射线衍射和紫外-可见光普对制备的LB膜进行了表征。结果表明,LB膜周期性结构较好,复合膜中纳米硒在245-330nm处有表面共振吸收。 第三部分:以具有还原性的VE作为成膜物质,一步还原制备了纳米硒颗粒。单分子膜的π-A等温线、E-A曲线表明,随着反应时间的延长,VE分子的平均单分子占有面积逐渐增大,而单分子膜的弹性逐渐减小,说明越来越多的纳米
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