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(lèi)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(lèi)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(lèi)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(lèi)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(lèi)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(chēng)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