以OTS自组装单分子膜为探针研究TiO2液相空穴氧化机理

通过引入十八烷基三氯硅烷(OTS)自组装单分子膜作为氧化反应的探针, 在排除反应物的吸附和扩散的条件下研究溶胶-凝胶制备的TiO2薄膜表面光催化空穴氧化初始过程. 研究结果表明, 在紫外光照下, 水溶液中OTS部分覆盖的TiO2表面能够很快从憎水变成亲水. 存在空穴捕获剂后, TiO2表面OTS自组装单分子膜碳链的脱除受到明显抑制, 水接触角随光照时间变化非常小; 而水中羟基自由基捕获剂或者F-的存在则对TiO2表面OTS自组装单分子膜碳链的脱除几乎无影响. 这表明, 空穴氧化在TiO2表面OTS自组装单分子膜碳链的脱除中占主要地位.     

反应离子刻蚀和自组装分子膜构建硅基底疏水与超疏水表面

采用反应离子刻蚀技术在Si(100)表面加工微米级圆柱阵列, 采用自组装技术分别制备了3种硅烷自组装分子膜. 结果表明, 采用反应离子刻蚀构建出的4种微米级圆柱阵列结构规整, 其直径为5 μm, 高度为10 μm, 间距为15~45 μm. 沉积自组装分子膜后, 试样表面的水接触角显著增大, 其中沉积1H,1H,2H,2H-全氟癸基三氯硅烷(FDTS)自组装分子膜接触角最大, 1H,1H,2H,2H-全氟辛烷基三氯硅烷(FOTS)次之, 三氯十八硅烷(OTS)最小. 测得的接触角大于150°时接近Cassie方程计算的接触角, 而小于150°时接近Wenzel方程计算的接触角. 改变圆柱阵列的间距和选择不同的自组装分子膜, 可以控制表面接触角的大小. 原子力显微镜(AFM)观测结果显示, 沉积自组装分子膜可以产生纳米级的团簇. 由微米级圆柱阵列和纳米级自组装分子膜构成的表面结构使Si试样表面接触角最大可达156.0°.     

高覆盖率氟代癸基三氯硅烷自组装单分子膜的制备

通过液相沉积在云母表面制备1H, 1H, 2H, 2H-全氟癸基三氯硅烷(FDTS)自组装单分子膜(SAMs)。室温下,将1.0 mmol·L^-1的FDTS溶液静置水解15 min,再把云母浸入自组装30 min,原子力显微镜(AFM)表征发现,液相沉积过程中FDTS的团聚现象得到有效解决。该方法制备出了高覆盖率(85% ± 2%)和低均方根粗糙度(0.58 nm)的FDTS SAMs,且单分子膜的生长过程符合Langmuir一级动力学吸附模型。在液相沉积过程中,若水解和组装同时进行,过长的水解时间(大于30 min)或组装时间(大于30 min)均会导致FDTS的团聚,进而极大降低SAMs的质量。     

不同类型卟啉自组装膜的制备及表征

制备了不同类型的巯基卟啉自组装膜,借助多种表征技术（紫外可见光谱、电化学和X射线光电子能谱）研究了不同类型卟啉自组装膜的结构特点;研究结果表明,卟啉分子中巯基取代基数目的不同（-[SH]n-,n=1,4）,导致了卟啉环在自组装膜表面的构型不同,从而表现出不同巯基卟啉自组装膜性能的差异。 在此基础上,提出了不同巯基卟啉自组装膜的结构模型。     

OTS自组装单分子膜在玻璃表面形成程的AFM研究

运用原子力显微镜研究了十八烷基三氯硅烷在玻璃表面自组装形成单分子膜的过程.通过对样品表面的显微图像、表面平均粗糙度及前进接触角的测量分析,揭示了自组装单分子膜在玻璃表面的生长规律,并探索反应初期玻璃表面的吸附特点.     

荧光性自组装双层膜的制备及其性能研究

借助Au-S化学键的作用,在金基底上组装DL-半胱氨酸,利用DL-半胱氨酸与1-萘胺乙酸(NAA)的静电吸引作用在金表面间接组装荧光试剂NAA,从而构建了双层自组装膜NAA/Cys/Au.该自组装膜有较强的荧光信号,能被Cu²⁺猝灭,并具有较好的可逆再生性能,可用于超痕量铜离子的界面荧光测定,对Cu²⁺的检出下限为7.87×10^-11mol/L.同时采用电化学、荧光光谱及电子能谱等方法表征自组装膜的结构,并采用电化学阻抗谱技术和循环伏安法研究自组装膜在K₃[Fe(CN)₆]/K₄[Fe(CN)₆]溶液中的电化学行为研究.结果表明,金表面组装的单层膜具有良好的“针孔”效应,组装上荧光试剂之后形成的无“针孔”缺陷的自组装双层膜对溶液与基底间的界面电子转移有强烈的阻碍作用.     

电流滴定法对两种短链分子自组装膜的研究

把带有—NH2的半胱胺和4-氨基硫酚两种短链分子组装到金电极上,形成自组装单分子膜;两种自组装膜在[Fe(CN)6]3-/4-溶液中进行循环伏安扫描时,出现了不同于长链分子自组装膜的行为:峰间距变窄、峰电流变大的现象,这是由于两者在金上组装不够致密,以及末端的—NH2存在对[Fe(CN)6]3-/4-的影响造成的。通过改变溶液的pH,研究溶液中H 浓度对半胱胺自组装膜和4-氨基硫酚自组装膜在[Fe(CN)6]3-/4-溶液中电化学行为的影响;通过电流滴定的方法求算出半胱胺自组装膜和4-氨基硫酚自组装膜的表面pKb分别为2.4±0.2和4.7±0.2;通过在碱性条件下的循环伏安图,对两者的组装效果进行了比较。     

烷基链长及肽链电荷分布对脂肽双亲分子自组装及水凝胶化的影响

为阐明脂肽分子烷基链长及肽链电荷分布对其自组装及水凝胶化的影响, 设计合成了C_nV₃K₂ (n=12, 14, 16) 和C_mKV₃K (m=14, 16)两个系列的脂肽分子. 原子力显微镜(AFM)和透射电镜(TEM)结果表明, 两个系列的脂肽分子都可以自组装成一维纳米带结构. 圆二色(CD)光谱结果表明, C_nV₃K₂系列自组装体的二级结构为β折叠; C_mKV₃K系列自组装体中包括α螺旋和β折叠两种二级结构, 其中C14KV3K的α螺旋结构较多, C16KV3K的β折叠结构占优. 烷基链疏水作用的增强会抑制β折叠结构侧向堆积, 使纳米带随烷基链的变长而变窄; 电荷分布于肽链部分的两端有利于纳米带结构的侧向生长. 流变性测试结果表明, 在浓度10 mmol·L^-1、pH 8.4下, 脂肽分子可以形成自支撑水凝胶, 相比烷基链长度, 肽链部分的电荷分布对水凝胶性能影响更大.     

溶剂对自组装单分子膜电化学行为的影响

用循环伏安法、交流阻抗分析和STM研究了溶剂对自组装单分子膜电化学行为的影响.讨论了以丙酮、二甲基亚砜、乙醇、二甲基甲酰胺和水为溶剂制备的4-羟基-6-甲基-2-巯基嘧啶(HMMP)自组装单分子膜对抗坏血酸(AA)、多巴胺(DA)的电化学行为.结果表明,不同溶剂下制备的单分子膜对AA和DA的催化氧化表现出截然不同的行为;交流阻抗分析定量得出HMMP(丙酮)/Au电极与HMMP(二甲基亚砜)/Au电极的交换电流密度分别为1.14μA/cm²和2.04μA/cm²,电极表面覆盖度分别为93.2%和96.2%,STM图象显示出以丙酮和二甲基亚砜为溶剂制备的单分子膜具有不同的致密性和有序性.     

十八烷基三氯硅烷自组装膜对45#钢在盐酸中的缓蚀作用

用十八烷基三氯硅烷(OTS)在45#钢表面制备了自组装单分子膜(SAMs)。运用金相显微镜分析了钢表面的OTS-SAMs的形貌;由失重法和极化曲线研究了不同浓度及组装时间的OTS-SAMs在0.5mol/L盐酸溶液中对钢缓蚀性能的影响。结果显示,OTS的最佳组装浓度为0.15mmol/L,且当组装时间达12h时自组装已基本稳定。从极化曲线得出,OTS是一种以抑制阳极腐蚀为主的混合型抑制剂。     

L-半胱氨酸和胱胺共自组装膜活体检测抗坏血酸

自组装单分子膜（SAM）由于其独特的物理化学性质近年来受到了极大的关注. SAM通过金硫键在电极表面形成高度有序的单分子膜,该稳定的分子膜不仅可以调节表面的亲疏水性质,而且可以促进电极表面氧化还原活性分子的反应速率. 本论文提出了一种简单有效的方法,在金微电极上构建半胱氨酸和胱胺共自组装单分子膜用于活体内抗坏血酸的检测. 研究发现,当混合单分子层中半胱氨酸和胱胺的摩尔比为1:1时,可以在低电位下（约为0.10 V）显著增强抗坏血酸氧化的电子转移动力学,同时该膜能在一定程度上抵抗蛋白质在电极表面的非特异性吸附. 将共自组装单分子膜应用到活体检测中,作者检测到鼠纹状体中抗坏血酸的基准值为257±30mmol·L^-1（n = 3）. 本论文为活体电化学检测提供了一种简单、有效的方法.     

3-巯基丙酸自组装单分子膜的研究进展

自组装单层或单分子膜(Self-assembled monolayers)的研究十分活跃,尤其是硫-金体系的单层研究更是得到科学家们的青睐。3-巯基丙酸由于可以在金基底形成稳定有序的二维自组装单分子膜,从而显示出独特的结构和表面性质。该文着重从膜的制备、膜内分子的结构、单层膜的性质以及应用等方面综述金基底上3-巯基丙酸自组装单分子膜的研究进展,并对其前景进行了展望。     

Graphene功能分子在HOPG上自组装结构的密度泛函研究

Graphene自组装超分子结构,是指FTBC-Cn(n=4,6,8,12)分子有序自组装在高定向裂解石墨(HOPG)上形成的自组装超分子结构,是一种新型二维固体表面材料.其中FTBC-Cn分子是由三角形扶手椅型graphene每边添加2条含有n(n=4,6,8,12)个C原子的烷基链所形成具有曲面结构的一种分子.采用...     

光致变色的PW12/1,10DAD自组装超晶格多层膜

本文报道了在固体基底表面上用PE方法连续自组装沉积PW₁₂和1,10-DAD分子,构建了PW₁₂/1,10-DAD自组装多层膜.紫外-可见吸收、X射线衍射等分析结果表明此多层膜有好的超晶格结构,层间距为3.19nm.与真空蒸镀WO₃薄膜相比,PW₁₂/1,10-DAD自组装多层膜表现出更好的光致变色特性.     

硅氧烷官能化聚芳醚腈自组装膜的制备及其性能

杂萘联苯聚芳醚腈通过水解、酰化及氨丙基三乙氧基硅烷改性后,合成了侧链含有硅氧烷官能团功能性聚芳醚树脂(PNAS)。采用红外、¹H NMR、固体²⁹Si NMR谱等技术手段对产物结构进行表征,用DSC、TGA和原子力显微镜测试了PNAS树脂的性能和自组装薄膜的表面形貌。结果表明,PNAS具有优异的耐热性,其玻璃化转变温度为329 ℃,热失重温度(T_5%)达到492 ℃。与短链分子自组装膜比较,PNAS自组装薄膜具有良好的减摩抗磨性能,当载荷为400 mN时,自组装薄膜的稳定摩擦系数达到0.07且在5 h内基本不变。     

阻抗滴定法测定3-巯基丙酸自组装膜的表面酸度

利用交流阻抗和循环伏安法研究了巯基丙酸自组装膜的组装过程及表面羧基的解离性质.研究表明,由于巯基丙酸的链长较短,自组装膜的组装过程表现为快吸附,然后表现为缓慢组装的过程.利用阻抗值随溶液pH的变化绘制出阻抗滴定曲线,得出了自组装膜表面巯基丙酸的表面酸度,研究了饱和吸附与不饱和吸附对表面酸度的影响.利用氢键作用和静电相互作用对实验结果进行了解释.     

硒杂环化合物(4,5-苯并苤硒脑)在金表面上的自组装

为了寻求新的自组装单分子膜体系,构建新的功能膜,研究了具备平面型的大环共轭硒杂环化合物-- 4,5-苯并苤硒脑(苯并[c]硒二唑,简称苤硒脑)在金表面的自组装单分子膜.通过X射线光电子能谱(XPS)和电化学手段对其进行表征.XPS研究结果表明,自组装形成单分子膜后,苤硒脑分子中Se3d结合能从57.4 eV下降到57.1 eV;表明硒杂环化合物是通过金硒键固定在金表面上的;电化学循环伏安法实验表明,金电极表面上自组装该有机硒后, Fe(CN)63-/4-的氧化还原峰几乎完全消失;以四硼酸钠为底液,测得该化合物自组装在金表面上时,其还原电位在-0.66 V,与在溶液中用裸金电极测得的还原峰电位基本一致.     

硫醇分子链长对氧化还原自组装多层膜电化学行为影响的初步研究(英文)

以烷基硫醇和二茂铁衍生物构建的氧化-还原自组装多层膜为模型体系,研究烷基硫醇分子链长对多层膜电化学行为的影响.实验表明,二茂铁基团和电极之间的电子传递反应速率随两者距离的增加呈现指数级下降的趋势;烷基硫醇分子链长对自组装膜电化学行为的影响于不同情况下表现不同.本实验条件下,当多层膜上的电活性基团与电极比较接近时,长链分子自组装膜呈现较强的电化学响应.而当电极与电活性基团之间的距离较远时,短链烷基硫醇分子自组装膜呈现较强的电化学响应.     

自组装单分子膜及其表征方法

自组装单分子膜的研究是近年来十分活跃的研究领域. 随着膜的应用领域的拓展 ,对膜的表征方法不断提出新的要求.本文综述了自组装单分子膜体系的类型和基底表面的 处理方法,着重从电化学、谱学、显微学以及表面润湿性等方面综述了近几年来自组装单分子膜的表征方法研究进展, 并对其发展前景作了展望.     

自组装制备二氧化铪图案化薄膜

采用短波紫外光(UV)在十八烷基三氯硅烷(OTS)自组装单分子层刻蚀不同的微型图案,利用液相自组装技术在OTS模板表面沉积HfO₂图案化薄膜。通过XRD、AFM、SEM、EDS等测试手段对OTS膜和HfO₂薄膜进行表征,结果表明：以OTS为模板利用液相自组装技术成功制备出边缘轮廓清晰、粗糙度较小、条纹宽度为10μm的立方晶型的HfO₂图案化薄膜。