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基於黑磷納米片及有機小分子組裝單元的有序LB膜製備與性能研究
來源:李敏 瀏覽 570 次 發布時間:2023-01-16
【摘要】:分子自組裝是由較弱的、可逆的非共價鍵作用力形成的超分子體係,且擁有分子識別基礎上的特殊功能。在氣液界麵上的分子自組裝的方式稱為Langmuir-Blodgett(LB)技術,利用Langmuir-Blodgett(LB)技術製備的複合膜材料擁有很好的理化性質和許多領域中廣闊的應用價值。黑磷(BP)是一種類似石墨烯的二維材料,由於其特殊的結構,在催化、能源、傳感、生物醫學等領域有著巨大的潛在價值,因此,BP功能化的研究對於自組裝納米材料的開發至關重要。
本文通過Langmuir-Blodgett(LB)技術成功設計製備了經過化學修飾的黑磷納米片(f-BPNSs)與染料的複合膜,研究其自組裝機理和超分子材料性能。首先,為了更好地利用BP的特性,將其剝離形成BP納米片(BPNSs),然後用4-疊氮苯甲酸修飾表麵得到改性後的BP納米片(f-BPNSs)以保持BP納米片在環境中的穩定性。通過Langmuir-Blodgett(LB)技術製備了基於黑磷納米片(BPNSs)和染料的複合膜。紫外可見光譜,透射電子顯微鏡(TEM),原子力顯微鏡(AFM)等表征圖像證明了複合膜的成功製備。此外,所得的f-BPNSs-染料複合LB膜對酸和堿氣體表現出良好的敏感性。表麵增強拉曼散射(SERS)的結果表明,f-BPNSs-染料複合膜對Rhodamine 6G(R6G)分子具有表麵增強的性能。
當前的工作為基於BP的自組裝膜材料氣體傳感器和SERS的開發提供了新的線索。另外,膽固醇酰胺衍生物分子由於具有易衍生和低成本的特點,已成為有機合成研究領域中具有吸引力的初始材料或模型係統。本文通過Langmuir-Blodgett(LB)技術製備了膽固醇酰胺衍生物(CHAM)與β-環糊精及β-環糊精聚合物的LB膜,實驗中利用原子力顯微鏡,紅外光譜,紫外光譜及透射電鏡等多種表征手段研究所製備的LB膜組裝過程的多樣化和主客體識別機理,表征發現在氣液界麵的二維空間內分子進行自組裝得到了有序的分子薄膜,而且CHAM分子中的金剛烷基團插入到環糊精的分子空腔中發生了主客體識別形成了包絡複合物。此外,所得的CHAM-poly-β-環糊精複合膜具有較好的光電性能。