多金屬氧酸鹽-layer-by-layer復(fù)合納米結(jié)構(gòu)多層膜的構(gòu)筑與表征.pdf

1、納米結(jié)構(gòu)材料嵌入聚合物基質(zhì)中形成的納米復(fù)合物由于其在催化，磁學(xué)，以及光子學(xué)中的潛在應(yīng)用而倍受關(guān)注。本論文工作以多金屬氧酸鹽為核心通過(guò)交替沉積技術(shù)與原位化學(xué)反應(yīng)相結(jié)合來(lái)制備此類復(fù)合膜。 利用有效的在前體膜中成核、生長(zhǎng)納米粒子的方法，使用Keggin型鎢系、鉬系多酸，有目的地利用其酸性，強(qiáng)氧化性，在膜中發(fā)生反應(yīng)，從合成出基于多酸的納米粒子，通過(guò)增加多酸的反應(yīng)循環(huán)數(shù)，我們可以實(shí)現(xiàn)了納米粒子的可控合成，采用UV-vis光譜、FTIR光譜

2、、X-射線光電子能譜、掃描電子顯微鏡、原子力顯微鏡、透射電子顯微鏡、循環(huán)伏安對(duì)所制備的納米復(fù)合膜進(jìn)行了組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)表征。研究結(jié)果表明，多金屬氧酸鹽納米粒子在復(fù)合膜中原位形成了，且保持原來(lái)的結(jié)構(gòu)和性能。膜的特征吸光度隨著反應(yīng)循環(huán)的增加而線性增長(zhǎng)，膜表面在反應(yīng)前后也呈現(xiàn)不同的粗糙度。 當(dāng)我們利用多酸的酸性進(jìn)行原位反應(yīng)時(shí)，先將被聚電解質(zhì)前體膜修飾后的基片放入多酸溶液中吸附，然后再吸附作為沉淀劑的季銨鹽，使多酸在膜中被沉淀下來(lái)，不同

3、種類的多酸或?qū)嶒?yàn)條件，可以得到不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。以12-鉬磷酸為原料，形成的納米粒子不僅尺寸而且形貌均隨反應(yīng)循環(huán)而發(fā)生變化，其形貌由最初的球型粒子逐漸生長(zhǎng)成為鵝卵石型結(jié)構(gòu)；以12-鎢硅酸為原料，則形成了分散均勻的納米棒，納米棒的長(zhǎng)度可以通過(guò)季銨鹽的烷基鏈來(lái)調(diào)節(jié)；當(dāng)選擇硝酸銀為沉淀劑時(shí)，我們改變了反應(yīng)順序，先將前體膜浸入硝酸銀溶液中，然后再浸入鎢硅酸溶液中，從而得到了構(gòu)型好的球狀納米粒子，并且一直保持球狀形貌。 當(dāng)利用多酸的強(qiáng)氧化性

4、進(jìn)行原位反應(yīng)時(shí)，先將前體膜浸入pH=4的吡咯單體溶液中，在此狀態(tài)下，吡咯單體帶正電荷，可以被吸附到膜內(nèi)，然后再浸入12-鉬磷酸的溶液中，使吡咯單體在膜中發(fā)生氧化聚合，形成多酸雜化的聚吡咯納米粒子，隨著反應(yīng)循環(huán)的增加，納米粒子的尺寸增大了，而且當(dāng)反應(yīng)到一定程度后，納米粒子清晰可見(jiàn)，并且有些連接成鏈。 聚電解質(zhì)前體膜不僅可以用作納米反應(yīng)器，而且它還可以修飾基片，從而組裝一些對(duì)基片有特殊要求的材料。選擇含有氨基的聚陽(yáng)離子和PSS交替沉