有限层Langmuir-Blodgett类晶型薄膜微观结构与超分子结构的小角X-射线散射研究——Ⅰ.硬脂酸镉盐膜系

本文应用小角 X-射线散射,参考方介石与硬脂酸结晶结构,为硬脂酸镉盐膜系设计了七种可能的分子链模型,在微机上进行拟合研究.结果指出:链倾角也 A_(ch)～24—27°,与β-硬脂酸结晶相近;碳链键角 A_(cc)～115°,比正四面体模型有所扩张;链端羧酸镉属离子键结构,而非文献习用的共价键结构;堆砌缺陷 d 约0.156nm,小于文献值约0.1nm;酸/皂剂量比 x=0.8—1.0,因制膜条件变化而不同;界面对链堆砌有明显影响.总之,小角 X-射线散射可对超薄 L-B 薄膜(<10 nm)的精细结构进行有效的研究.     

有限层Langmuir-Blodgett类晶型薄膜微观结构与超分子结构的小角X-射线散射研究 I: 硬脂酸镉盐膜系

本文应用小角X-射线散射,参考方介石与硬脂酸结晶结构,为硬脂酸镉盐膜系设计了七种可能的分子链模型,在微机上进行拟合研究。结果指出:链倾角Ach～24-27°，与β-硬脂酸结晶相近;碳键角Acc～115°,比正四面体模型有所扩张;链端羧酸镉属离子键结构,而非文献习用的共价键结构;堆砌缺陷d约0.156nm,小于文献值约0.1nm;酸/皂剂量比x=0.8-1.0,因制膜条件变化而不同;界面对链堆砌有明显影响。总之,小角X-射线散射可对超薄L-B薄膜(<10nm)的精细结构进行有效的研究。     

有限层Langmuir-Blodgett类晶型薄膜微观结构与超分子结构的小角X-射线散射研究 I: 硬脂酸镉盐膜系

本文应用小角X-射线散射,参考方介石与硬脂酸结晶结构,为硬脂酸镉盐膜系设计了七种可能的分子链模型,在微机上进行拟合研究。结果指出:链倾角Ach～24-27°，与β-硬脂酸结晶相近;碳键角Acc～115°,比正四面体模型有所扩张;链端羧酸镉属离子键结构,而非文献习用的共价键结构;堆砌缺陷d约0.156nm,小于文献值约0.1nm;酸/皂剂量比x=0.8-1.0,因制膜条件变化而不同;界面对链堆砌有明显影响。总之,小角X-射线散射可对超薄L-B薄膜(<10nm)的精细结构进行有效的研究。     

CuTSPc分子膜/p-Si(111)界面的光致电荷转移及其机制研究

本文利用L-B技术,在p-Si(111)基底上铺展了单层厚度只有6Å的CuTSPc超薄分子膜(简称超分子膜)和具有C₁₈脂链间隙的CuTSPc L-B膜两种膜系,首次观察到了CuTSPc分子膜在这种特定界面中的表面光电压谱。并且发现,当CuTSPc仅为一个单分子层时,这两种膜系的表面光伏效应最强。我们的研究结果表明,只有紧邻半导体基底的一个单分子层厚度的染料分子对光致界面电荷转移起关键作用。最后在实验上证实这种电荷转移是电荷直接注入机制,而非间接注入机制。     

有机化合物的光物理研究 ⅩⅢ.β-萘甲酸十六碳酯在L-B膜中基态二聚体及激基缔合物形成的研究

制备了β-萘甲酸十六碳酯的L-B膜。分别用Y型、Z型,以及含有硬脂酸的β-萘甲酸十六碳酯与单纯硬脂酸间隔挂法,将分子膜转移至石英载片上,研究了β-萘甲酸十六碳酯分子膜吸收以及荧光光谱。并与溶液和固态中的荧光光谱作了比较。在氯仿溶液以及在固态,β-萘甲酸十六碳酯只呈现其单体的荧光。然而,在L-B膜中,除了观察到单体的荧光外,还观察到了激发态二聚体以及激基缔合物发射的荧光。通过对β-萘甲酸十六碳酯分子膜进行热和水处理后,发现L-B膜中亲水层的介质环境有所改变,从而造成亲水层中的亲水基团的某些物理和化学性质的改变。根据实验事实,提出了β-萘甲酸十六碳酯二聚体和激基缔合物在L-B膜中形成的机制。     

多尺度结构Ag/PA6纳米纤维膜的制备及其催化性能

随着工业的进步,废水处理特别是印染废水的处理成为亟待解决的问题.银纳米粒子因其特殊的物理化学性能而表现出催化活性,但银纳米粒子的团聚限制了其使用,所以出现了一系列新的载体材料,如微球、薄膜和纤维等.其中电纺纳米纤维由于具有高比表面积,作为载体材料具有非常大的优势,而将常规电纺纳米纤维作为载体也已有报道.但是,将具有更高比表面积的电纺纳米纤维作为载体,特别是一种类似于树枝状结构的多尺度纳米纤维作为载体还鲜有报道.本文制备了一种多尺度结构的PA6纳米纤维膜,该纳米纤维膜由直径为50?120 nm的主纤维和10?50 nm的分支纤维构成;由于分支纤维的出现,多尺度结构纳米纤维膜的比表面积得到了提高,可以为银纳米粒子的负载提供更多附着位点.制备的多尺度结构纳米纤维膜通过银胶溶液浸渍成功地负载银纳米粒子,对制备的纳米纤维膜的形态、化学结构以及对亚甲基蓝的催化性能进行了探讨.SEM,EDS和TEM结果表明,银纳米粒子成功地负载在多尺度结构纳米纤维的表面,并且银纳米粒子的粒径以及负载量可以通过变换银胶溶液的浓度合理调控.此外,与常规PA6纳米纤维膜相比,多尺度结构纳米纤维膜更有利于银纳米粒子的分散,同样通过银胶溶液A浸渍,负载在多尺度结构纳米纤维上银纳米粒子粒径为8.6 nm,而负载在普通PA6纳米纤维上银纳米粒子粒径为11.2 nm.XPS分析表明,银纳米粒子成功地负载到多尺度结构纳米纤维上,并且经不同银胶溶液处理,纳米纤维膜的载银量不同.通过O的高能XPS分析发现,银纳米粒子与PA6分子间形成了配位键,这在一定程度上有利于Ag纳米粒子的固定,阻止了Ag纳米粒子的团聚.Ag/PA6纳米纤维膜以及多尺度结构Ag/PA6纳米纤维膜催化降解实验表明,多尺度结构Ag/PA6纳米纤维膜具有较高的催化活性,反应2 h后对10 mg/L亚甲基蓝的降解率达到98.13%,并且降解过程符合伪一级动力学.不同浸渍液浓度处理纳米纤维膜催化实验表明,Ag纳米粒子的大小以及含量都会影响纳米纤维的催化活性,纳米粒子粒径越小,其催化活性越高;不同NaBH4加入量催化体系催化实验表明,随着NaBH4加入量的增大,催化体系的降解率增高,其对催化体系的催化性能起着至关重要的作用;其他条件一定,随着染料初始浓度的增大,催化体系的催化性能下降;循环实验表明,经5次循环之后,其降解率仍高达83.5%,该纳米纤维膜具有一定的循环使用性能.     

多尺度结构Ag/PA6纳米纤维膜的制备及其催化性能（英文）

随着工业的进步,废水处理特别是印染废水的处理成为亟待解决的问题.银纳米粒子因其特殊的物理化学性能而表现出催化活性,但银纳米粒子的团聚限制了其使用,所以出现了一系列新的载体材料,如微球、薄膜和纤维等.其中电纺纳米纤维由于具有高比表面积,作为载体材料具有非常大的优势,而将常规电纺纳米纤维作为载体也已有报道.但是,将具有更高比表面积的电纺纳米纤维作为载体,特别是一种类似于树枝状结构的多尺度纳米纤维作为载体还鲜有报道.本文制备了一种多尺度结构的PA6纳米纤维膜,该纳米纤维膜由直径为50-120 nm的主纤维和10-50 nm的分支纤维构成;由于分支纤维的出现,多尺度结构纳米纤维膜的比表面积得到了提高,可以为银纳米粒子的负载提供更多附着位点.制备的多尺度结构纳米纤维膜通过银胶溶液浸渍成功地负载银纳米粒子,对制备的纳米纤维膜的形态、化学结构以及对亚甲基蓝的催化性能进行了探讨.SEM,EDS和TEM结果表明,银纳米粒子成功地负载在多尺度结构纳米纤维的表面,并且银纳米粒子的粒径以及负载量可以通过变换银胶溶液的浓度合理调控.此外,与常规PA6纳米纤维膜相比,多尺度结构纳米纤维膜更有利于银纳米粒子的分散,同样通过银胶溶液A浸渍,负载在多尺度结构纳米纤维上银纳米粒子粒径为8.6 nm,而负载在普通PA6纳米纤维上银纳米粒子粒径为11.2 nm.XPS分析表明,银纳米粒子成功地负载到多尺度结构纳米纤维上,并且经不同银胶溶液处理,纳米纤维膜的载银量不同.通过O的高能XPS分析发现,银纳米粒子与PA6分子间形成了配位键,这在一定程度上有利于Ag纳米粒子的固定,阻止了Ag纳米粒子的团聚.Ag/PA6纳米纤维膜以及多尺度结构Ag/PA6纳米纤维膜催化降解实验表明,多尺度结构Ag/PA6纳米纤维膜具有较高的催化活性,反应2 h后对10 mg/L亚甲基蓝的降解率达到98.13%,并且降解过程符合伪一级动力学.不同浸渍液浓度处理纳米纤维膜催化实验表明,Ag纳米粒子的大小以及含量都会影响纳米纤维的催化活性,纳米粒子粒径越小,其催化活性越高;不同NaBH_4加入量催化体系催化实验表明,随着NaBH_4加入量的增大,催化体系的降解率增高,其对催化体系的催化性能起着至关重要的作用;其他条件一定,随着染料初始浓度的增大,催化体系的催化性能下降;循环实验表明,经5次循环之后,其降解率仍高达83.5%,该纳米纤维膜具有一定的循环使用性能.     

银包覆金纳米粒子膜的制备、表征及其SERS效应

本文研究了通过液相微波高压技术和自组装方法相结合制备的复合纳米粒子膜。首先, 将利用微波加热制备的金纳米粒子组装到石英片上,然后,再通过微波加热方法在石英片上的金颗粒表面沉积生长银包裹层, 用UV-Vis吸收光谱和原子力显微镜对该结构的复合纳米粒子膜进行表征。研究表明：通过在微波高压反应中调节银的沉积量可以有效控制包覆层的厚度和复合粒子的尺度。相对金纳米粒子膜,制备的复合粒子膜能显著的提高SERS能力,而较大的复合粒子的银壳层和粒子之间的耦合作用对复合粒子膜的SERS活性的显著增强起主要作用。     

硬脂酸二茂铁酯L-B膜修饰SnO2电极的阻抗研究

测定了二茂铁衍生物——硬脂酸二茂铁酯L-B膜修饰SnO₂电极在Fe(CN)₆^3-/4-溶液中的阻抗性能,用单纯形法求出了等效电路中的元件参数值,计算了电极反应速度常数K_s。从分析SnO₂电极修饰不同层的硬脂酸二茂铁酯L-B膜的界面阻抗和电极反应的动力学性能,表明与在固相中研究的硬脂酸二茂铁酯L-B膜的阻抗性能明显不同,在Fe(CN)₆^3-/4-溶液中表现了电活性分子修饰电极的界面阻抗行为,进一步证实了修饰在SnO₂电极上的硬脂酸二茂铁酯L-B膜在Fe(CN)₆^3-/4-的氧化还原电极反应过程中,起电荷传递的中介作用。     

不含亲水基团的偶氮苯衍生物L-B膜的制备和性质研究

本文合成了具有一定结构特点的偶氮苯的衍生物, 以元素分析和^1HNMR鉴定了B产物的组成和结构。采用L-B技术制备了其多层L-B膜, 以紫外可见光谱研究了膜中分子的聚集状态和膜的纵向均匀性; 以偏振紫外确定了膜中分子偶氮基的取向; L-B膜的小角度X射线衍射结果表明膜具有层状有序的周期性结构。     

用简便方法组装二维模板银纳米阵列

通过制备甲基和羧基混合自组装单层膜, 然后在羧基基团上选择性地生长银制备二维模板银纳米阵列. 利用微接触印刷在金膜上制备模板自组装单层膜, 也就是利用具有二维微米图案的弹力印模把有机巯基化合物转移到金膜上. 改善的银镜反应被用来制备银纳米结构, 银纳米粒子选择性地生长在二维模板有机单分子层的羧基位置. 甲醇作为还原剂具有高的选择性和原子经济性, 一分子甲醇可以还原六个银离子. 利用原子力显微镜和扫描电子显微镜确定了银纳米结构的形貌, 用拉曼光谱研究银纳米结构的光学性质.     

长链脂肪酸LB膜的X射线衍射研究

利用Langmuir-Blodgett技术制备了硬脂酸、花生酸及其混合酸的多层LB膜。用低角X射线衍射研究了它们的周期结构,硬脂酸和花生酸的LB膜在2θ=0.8°～23°的范围内分别出现13个和12个布拉格衍射峰,由此计算了它们的等同周期。用模型计算了它们衍射峰的强度,得到了与实验一致的衍射强度奇偶起伏的结果。在混合酸的LB膜中,可以观察到等同周期随混合比变化的规律。     

电活性分子L-B膜修饰CdSe薄膜电极的光电化学研究

用电活性分子——硬脂酸二茂铁酯L-B膜修饰了薄膜CdSe电极,在单色光650nm光照下用循环伏安法研究修饰的薄膜电极的光电化学性能。研究结果指出经多层L-B膜修饰后,薄膜CdSe电极的,I-V性能和光稳定性都有明显改善。用界面能级关系讨论了硬脂酸二茂铁酯L-B膜在光照的CdSe薄膜/Fe(CN)₆^4-溶液界面起传递电荷的中介作用,加速了界面的电荷转移。     

硬脂酸二茂铁酯L-B膜的电化学性能研究

本文研究二茂铁衍生物——硬脂酸二茂铁酯(FcOCOC₁₇H₃₅)L-B膜技术修饰SnO₂电极的循环伏安性能.实验结果用电极表面吸附(修饰)分子的表面活度理论进行计算机拟合和此较,实验数据与理论符合较好.进一步求得修饰分子的标准电极电势和修饰量。结果表明硬脂酸二茂铁酯L-B膜电化学性能稳定,可逆性较好,可以作为快速电荷转移的修饰电极材料。     

以DDAB为模板的银纳米粒子多层膜制备及其表面增强拉曼效应

通过离子交换和静电相互作用, 将银纳米粒子引入双十二烷基二甲基溴化铵(DDAB)模板中, 获得了有序的银纳米粒子多层膜. 用紫外-可见光谱(UV-Vis)、循环伏安(CV)和原子力显微镜(AFM)对其进行了表征, 并用小角X射线衍射(XRD)研究了DDAB模板和银纳米粒子多层膜的有序性结构. 以4-巯基吡啶(4-MPY)为探针分子研究了银纳米粒子多层膜在表面增强拉曼(SERS)方面的应用, 结果表明, 4-MPY吸附在银纳米粒子多层膜上呈现很强的SERS信号, 说明该多层膜可以用作高活性的SERS基底.     

一维金纳米粒子链的制备及其光学特性研究

在没有模板存在的条件下, 只用表面活性剂为稳定剂, 制备了一维的金纳米粒子链, 详细考察了链状结构形成时各种试剂浓度、种类及其它外部条件对纳米粒子链形成的影响. 实验发现, 在HAuCl₄ 浓度1～5 mmol•L^－1、十二烷基磺酸钠(SDS)浓度在2～8 mmol•L^－1 (小于其CMC)范围内, 温度由60 ℃ 0.5 h内升高到100 ℃, 并在升温时间内分次将还原剂加完, 反应完成后不老化立即冷却到室温, 可以获得一维金纳米粒子链. 采用紫外可见光谱(UV-Vis)、同步光散射光谱和发射光谱等手段对金纳米粒子链的光学特性进行了研究, 用高分辨透射电子显微镜(HRTEM)研究了金纳米粒子的外观和粒径分布, 结果表明制备的金纳米粒子链是错落有致的链状结构, 结节处可以观察到金原子的排列晶格, 说明金纳米粒子的链状连接不是外部分子作用的结果; 表面等离子体共振吸收峰出现红移现象, 且随着链长的增加红移越明显; 具有非常强的光散射特性, 散射光强度比浓度相同的金纳米粒子高8倍; 发射光谱中明显观察到其三级散射, 表明其具有很好的非线性光学特性. 对金纳米粒子链的形成机理进行了探讨, 认为表面活性剂烷基亲油作用和金原子的聚集作用相互竞争是链状结构形成的原因.     

表面修饰二氧化钛纳米粒子的结构表征及形成机理

利用溶胶 凝胶法在混合溶剂中制备了硬脂酸表面修饰TiO2纳米粒子,对所合成的纳米粒子通过FTIR、XPS、XRD和TEM对其结构进行表征.结果确证了表面有机修饰层的存在,并且是羧酸根与无机内核以双齿配位形式结合;无机纳米内核的结晶度很低,但是可以确定为锐钛矿成分,平均粒径约为6～8 nm.提出了表面修饰纳米粒子的形成机理,认为在体系中硬脂酸和水之间发生竞争反应,其过程类似于聚合 阻聚反应,最后给出了硬脂酸表面修饰TiO2纳米粒子的结构模型.     

银-磷酸钛纳米复合膜的构建及其电化学生物传感

利用ITO基底上层层组装构建的多层内嵌银纳米粒子的磷酸钛薄膜固定了血红蛋白并且用于生物传感研究。由于银纳米粒子与磷酸钛膜的协同作用,实验中可以观察到Hb的直接电子传递。研究表明所制备的Hb-Ag-TiP/PDDA/ITO电极对H₂O₂响应迅速、稳定,检测限达3.3×10^-6 mol·L^-1。     

醇盐法制备氢氧化钕,氧化钕超微粉末

本文用醇盐法合成了氢氧化钕、氧化钕超微粉末,粒径为0.01～0.05μm。氢氧化钕超微粉末为六方结构;氧化钕超微粉末为立方结构。热分析结果表明,氢氧化钕超微粉末较非超微的氢氧化钕粉末有较快的失重速度。     

2-烷基-苯并咪唑在硝酸银亚相上的Langmuir膜及LB膜

对不同链长的2-烷基-苯并咪唑衍生物（BzCn,烷基链长从C5到C15）在硝酸银亚相上的成膜行为及形成的LB膜的结构进行了研究.表面压－面积曲线的结果表明，短链(C5～C9)的2-烷基-苯并咪唑可在银离子亚相上形成稳定的单分子膜，而长链(C13和C15)衍生物则形成多层膜.利用LB技术可将上述Langmuir膜转移到固体基板上形成LB膜，其吸收光谱的结果说明了苯并咪唑和银离子配位.利用AFM、XRD及FT-IR等技术研究了烷基链长对LB膜结构的影响.实验结果表明,除了BzC15，其余的衍生物都可形成规整的层状结构.短链衍生物的单层LB膜具有均一、平整的形貌；而对于BzC15，观察到多层结构.