硫醇自組裝單分子膜結(jié)構(gòu)及熱脫附特性的紅外反射譜研究.pdf

1、自組裝單分子膜是利用有機(jī)分子中的各種活性基團(tuán)（如SH,S-S,COOH等）以化學(xué)鍵的形式與相應(yīng)的基底（如Au,Ag,Cu,Si等）相互作用，從而自發(fā)地形成單分子膜，其中，研究最多的是有機(jī)硫化物自組裝系統(tǒng)，特別是烷基硫醇CH3(CH2)n-1SH（簡(jiǎn)記為Cn）在金基底上的自組裝，由于制備簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和有序度高而倍受關(guān)注，其組裝的驅(qū)動(dòng)力源于強(qiáng)的S-Au鍵。熱穩(wěn)定性以及膜內(nèi)所存在的缺陷是限制單分子膜應(yīng)用的兩個(gè)主要的因素，目前已有許多人在這方

2、面用各種方法進(jìn)行了研究，例如X射線(xiàn)衍射、掃描探針技術(shù)、紅外光譜、分子動(dòng)力學(xué)模擬等，但是并沒(méi)有達(dá)到共識(shí)。
　　本文利用掠角反射吸收紅外光譜，在室溫下對(duì)三種碳鏈長(zhǎng)度的烷基硫醇（C16、C12和C10）自組裝單分子膜進(jìn)行了表征，并對(duì)三種自組裝單分子膜在空氣中進(jìn)行熱處理，研究了膜內(nèi)結(jié)構(gòu)隨溫度的變化。
　　室溫下，長(zhǎng)鏈烷基硫醇自組裝單分子膜為緊密堆積的、高度有序的二維結(jié)構(gòu)，而短鏈烷基硫醇自組裝單分膜中烷基鏈的有序度較低，且存在較多的缺

3、陷。另外，自組裝單分子膜在室溫空氣環(huán)境下放置一段時(shí)間后，膜內(nèi)會(huì)引入少量的缺陷，但單分子膜的有序度仍舊很高，且堆積密度沒(méi)有發(fā)生變化，故烷基硫醇單分子膜的時(shí)間穩(wěn)定性較好。
　　不同碳鏈長(zhǎng)度的自組裝單分子膜的溫度特性不同，其主要原因是這些自組裝單分子膜在室溫時(shí)對(duì)應(yīng)的初始狀態(tài)不同，如有序度、膜內(nèi)缺陷含量等不同。膜內(nèi)烷基鏈的非傾斜化、鄰位交叉缺陷的積聚和烷基鏈連續(xù)旋轉(zhuǎn)相分別在不同的熱處理溫度范圍起著主要的作用。當(dāng)熱處理溫度升高到一定程度時(shí)，