界面組裝金屬—多卟啉陣列結(jié)構(gòu).pdf

1、超分子結(jié)構(gòu)通常指以非共價(jià)鍵作用力連接起來(lái)的復(fù)合多分子體系。由于該結(jié)構(gòu)在研制分子器件方面具有獨(dú)特的作用，近年來(lái)已經(jīng)發(fā)展成為化學(xué)、材料、物理和生物交叉領(lǐng)域的一個(gè)重要組成部分。卟啉類化合物由于其特殊的分子結(jié)構(gòu)，已被應(yīng)用于光能轉(zhuǎn)換、光解水、催化、導(dǎo)電、鐵磁性、醫(yī)藥等許多方面。利用自組裝技術(shù)制備含卟啉超分子體系可以開(kāi)拓含卟啉超復(fù)合材料方面的新前景。已經(jīng)報(bào)道了很多超分子多卟啉結(jié)構(gòu)的制備方法，本文主要討論通過(guò)金屬配位鍵，在多種界面以金屬離子作為媒介形

2、成超分子結(jié)構(gòu)的組裝方法及所獲得的結(jié)構(gòu)的物理化學(xué)特性。通過(guò)表征卟啉在薄膜中及納米材料中的光譜性質(zhì)和形貌，我們考察了多種卟啉與含吡啶基團(tuán)的化合物形成的多卟啉陣列結(jié)構(gòu)，并研究了亞相金屬離子、成膜條件等對(duì)薄膜及納米結(jié)構(gòu)的影響。 固體表面的組裝首先將使用的基片進(jìn)行適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)處理，并與有機(jī)硅烷或有機(jī)硫化物作用使固體表面帶有特定的功能團(tuán)(如吡啶)，然后與金屬離子以及卟啉衍生物或帶吡啶基的各類化合物相互作用形成超分子復(fù)合結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)中，使用的卟啉

3、有以Zn，Co，Mn，TiO等為中心離子的金屬卟啉以及無(wú)中心離子的卟啉(5,10,15,20一tetra(4-pyridyl)-21H,23H-porphine)。我們?cè)O(shè)計(jì)了不同的組裝途徑，使這些卟啉形成特定的多種超分子復(fù)合結(jié)構(gòu)，進(jìn)而對(duì)復(fù)合結(jié)構(gòu)中聚集態(tài)分子的組成、分布、取向和形貌等特征進(jìn)行表征，研究了功能團(tuán)的物理化學(xué)性質(zhì)。結(jié)果表明：形成多卟啉陣列結(jié)構(gòu)后，卟啉的Soret帶一般都發(fā)生了紅移；卟啉分子與基片平面間的夾角在55～82。之間，夾

4、角的大小與插入的吡啶類化合物的大小有密切關(guān)系；多卟啉陣列形成的聚集體的大小也與插入的吡啶類化合物分子大小有關(guān)，分子越小，多卟啉陣列的聚集體也越小。我們還發(fā)現(xiàn)這種復(fù)合結(jié)構(gòu)除具有規(guī)則的排布和化學(xué)穩(wěn)定性外還有很高的熱穩(wěn)定性，說(shuō)明這類材料在研制分子器件方面具有一定的潛力。 多卟啉陣列結(jié)構(gòu)在氣液界面的的組裝是通過(guò)過(guò)渡金屬離子(Cd2+，PtCl42'，PdCl4e'，Ag+)溶液作為亞相，在其表面鋪展卟啉分子，并通過(guò)金屬配位鍵使卟啉聚集成

5、膜。我們對(duì)比了不同金屬離子作亞相時(shí)多卟啉單分子膜的性質(zhì)及其LB膜的光譜特征，并發(fā)現(xiàn)，亞相的選擇，成膜時(shí)的表面壓，壓膜速度及亞相濃度的變化等對(duì)卟啉形成單分子膜的過(guò)程和單分子膜的形貌均有較大的影響。另外，在本論文中，我們還研究了利用1，3，5．tri(4．pyridyl)．2，4，6-triazine(TpyTa)與金屬離子相互作用形成的配位聚合物。TpyTa不同于卟啉，它有三個(gè)對(duì)稱的吡啶基團(tuán)，可與過(guò)渡金屬離子發(fā)生配位作用而形成籠裝或網(wǎng)絡(luò)狀