界面組裝金屬—多卟啉陣列結構.pdf

1、超分子結構通常指以非共價鍵作用力連接起來的復合多分子體系。由于該結構在研制分子器件方面具有獨特的作用，近年來已經發(fā)展成為化學、材料、物理和生物交叉領域的一個重要組成部分。卟啉類化合物由于其特殊的分子結構，已被應用于光能轉換、光解水、催化、導電、鐵磁性、醫(yī)藥等許多方面。利用自組裝技術制備含卟啉超分子體系可以開拓含卟啉超復合材料方面的新前景。已經報道了很多超分子多卟啉結構的制備方法，本文主要討論通過金屬配位鍵，在多種界面以金屬離子作為媒介形

2、成超分子結構的組裝方法及所獲得的結構的物理化學特性。通過表征卟啉在薄膜中及納米材料中的光譜性質和形貌，我們考察了多種卟啉與含吡啶基團的化合物形成的多卟啉陣列結構，并研究了亞相金屬離子、成膜條件等對薄膜及納米結構的影響。 固體表面的組裝首先將使用的基片進行適當?shù)幕瘜W處理，并與有機硅烷或有機硫化物作用使固體表面帶有特定的功能團(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合結構。實驗中，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中心離子的卟啉(5,10,15,20一tetra(4-pyridyl)-21H,23H-porphine)。我們設計了不同的組裝途徑，使這些卟啉形成特定的多種超分子復合結構，進而對復合結構中聚集態(tài)分子的組成、分布、取向和形貌等特征進行表征，研究了功能團的物理化學性質。結果表明：形成多卟啉陣列結構后，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，分子越小，多卟啉陣列的聚集體也越小。我們還發(fā)現(xiàn)這種復合結構除具有規(guī)則的排布和化學穩(wěn)定性外還有很高的熱穩(wěn)定性，說明這類材料在研制分子器件方面具有一定的潛力。 多卟啉陣列結構在氣液界面的的組裝是通過過渡金屬離子(Cd2+，PtCl42'，PdCl4e'，Ag+)溶液作為亞相，在其表面鋪展卟啉分子，并通過金屬配位鍵使卟啉聚集成

5、膜。我們對比了不同金屬離子作亞相時多卟啉單分子膜的性質及其LB膜的光譜特征，并發(fā)現(xiàn)，亞相的選擇，成膜時的表面壓，壓膜速度及亞相濃度的變化等對卟啉形成單分子膜的過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，它有三個對稱的吡啶基團，可與過渡金屬離子發(fā)生配位作用而形成籠裝或網(wǎng)絡狀