硫醇分子自組裝膜的制備表征及其應(yīng)用研究.pdf

1、自組裝膜（Self-assembled monolayers，SAMs）是膜分子通過分子間及其與基底材料間的相互作用，自發(fā)組裝形成的一類排列有序、熱力學(xué)穩(wěn)定的單（或多）層分子膜。它具有均勻一致，高密堆積和低缺陷等特性;并可按預(yù)先設(shè)計(jì)分子和電極表面結(jié)構(gòu)，通過精確的化學(xué)控制，達(dá)到預(yù)期的物理和化學(xué)性質(zhì)優(yōu)異的界面。自組裝膜技術(shù)作為一種簡單、方便的成膜方法，在電化學(xué)催化、分析方法、生物傳感器及分子器件方面具有廣闊的應(yīng)用前景。
　　在各種自組

2、裝膜中，含巰基化合物可在金電極表面通過極性共價(jià)鍵形成SAMs，由于制備簡單、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定以及有序度高而備受關(guān)注，成為研究最廣的自組裝體系。本文以自組裝技術(shù)為核心，選取了幾種巰基化合物制備了穩(wěn)定的自組裝膜，構(gòu)建了功能化的巰基自組裝膜，利用了非電化學(xué)和電化學(xué)表征方法，研究了不同基鏈長度、不同末端基團(tuán)的硫醇自組裝膜的表面性質(zhì)，并對其檢測葡萄糖的電化學(xué)行為進(jìn)行了對比研究。論文主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面:
　　1.論文在自組裝膜理論分析的基礎(chǔ)上，

3、以金電極為基底制備了五種硫醇自組裝膜，分別為十一烷硫醇SAMs，10-巰基-1-十醇SAMs，6-巰基-己酸SAMs，11-巰基十一烷酸SAMs，16-巰基十六烷酸SAMs。通過掃描電子顯微鏡(SEM)和拉曼光譜對五種自組裝單分子膜進(jìn)行了表征。通過分析，表明硫醇分子已經(jīng)穩(wěn)定地固定在金電極表面。
　　2.本論文重點(diǎn)分析了五種硫醇自組裝膜的電化學(xué)行為，通過循環(huán)伏安法和交流阻抗法對金電極表面自組裝前后進(jìn)行了對比。分析得出，硫醇自組裝膜電

4、子傳遞速度很慢，循環(huán)伏安圖中氧化還原峰峰電流顯著減小。而且，自組裝膜的電子轉(zhuǎn)移電阻比裸金電極明顯增加，表明金表面覆蓋的自組裝膜層對[Fe(CN)6]3-/4-探針離子的電子轉(zhuǎn)移產(chǎn)生了阻礙作用，證明了電極的修飾效果良好。
　　3.最后，對五種硫醇自組裝膜檢測葡萄糖的電化學(xué)行為進(jìn)行了分析，比較了檢測葡萄糖前后的循環(huán)伏安圖和交流阻抗譜圖。末端基團(tuán)相同，SAMs隨著碳鏈長度的增加，檢測葡萄糖的循環(huán)伏安圖中氧化峰的峰值電流逐漸減小，相應(yīng)的交