手性金纳米材料的制备及其催化性能研究

发布时间：2018-06-08 06:23

本文选题：手性 + 金纳米粒子　；参考：《扬州大学》2015年硕士论文

【摘要】：手性是自然界中一种既奇特又常见的现象,将其应用于材料领域制备手性纳米材料,尤其是手性金属纳米材料在当前引起了人们的广泛关注。由于手性金属纳米材料具有独特的尺寸效应和光学效应,使其本质上不同于分子尺寸的手性,可为不对称有机合成,生物应用等提供新的机遇。当前,手性金属纳米材料的手性来源于手性核、手性表面或者纳米粒子的手性排列。将手性分子与贵金属纳米粒子复合制备手性金属纳米材料已经引起了人们的关注。这些手性分子包括氨基酸、多肽、DNA等。另一方面,手性两亲分子是一类独特的功能性分子,其在溶液中可形成手性胶束、手性囊泡等手性组装体。然而,基于其手性结构和两亲特性制备手性金属纳米材料鲜见报道。本文拟以核苷类手性两亲分子与金纳米粒子进行缔合,制备手性金纳米粒子系统地研究了其相互作用特性及其在催化领域的应用。1.手性生物相容性表面活性剂的合成及其表征设计一步法合成4-氨基-1-辛基-1H-嘧啶-2-酮(C8cyt)。以熔点法、差示扫描量热法、元素分析法等手段测定产物纯度,以红外光谱、核磁共振法表征产物的结构,以表面张力法研究了产物在水溶液中的聚集行为,并以圆二色光谱法测定产物手性。实验结果表明,一步法合成4-氨基-1-辛基-1H-嘧啶-2-酮(C8cyt)并具有较高的纯度。基于表面张力法测得其临界聚集浓度(CaC)和临界胶束浓度(cmc)分别为2.6 mM和7.0 mM,圆二色光谱法表明该聚集体具有手性。2.手性金纳米材料的制备及其表征将嘧啶型手性两亲分子引入到金纳米粒子体系中成功制备了手性金纳米粒子。以紫外光谱法、动态光散射、透射电子显微镜(TEM)、圆二色谱法(CD)、傅里叶变换红外光谱法系统地研究了C8cyt与金纳米粒子的相互作用特性。结果表明C8cyt分子能有效地缔合到金纳米粒子表面,将其手性转移到金纳米粒子上,从而产生新的CD信号。随着C8cyt分子的加入,Au-C8cyt复合粒子的尺寸逐渐增加,随后形成了Au-C8cyt团簇。TEM形貌进一步表明低浓度C8cyt情况下,C8cyt分子吸附在金纳米粒子周围形成晕层,高浓度的C8cyt加入使得烷基链间发生疏水作用,从而导致金纳米粒子之间发生桥接作用。基于红外分析可知C8cyt分子通过其氨基上的氮原子与金纳米粒子缔合,并且通过烷基链的桥接作用形成金纳米粒子的有序组装。上述结果将为构建手性金纳米材料提供新型途径。3.手性金纳米材料催化性能研究以紫外光谱研究了手性金纳米材料存在下催化硼氢化钠还原对硝基苯酚反应的动力学行为。结果表明,不同结构的催化剂(金纳米粒子、手性金纳米材料Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)的催化能力不同。研究发现随着手性金纳米材料浓度的增加催化反应的速率加快,并且温度会降低手性金纳米粒子的催化活性(30℃达到最佳并趋于稳定)。此外,长时间放置之后的手性金纳米材料的催化活性由于其稳定的结构要明显优于长时间放置的金纳米粒子的催化活性。手性金纳米材料催化对硝基苯酚还原反应的研究为探究手性纳米材料在不对称催化合成反应中的应用提供了重要的理论基础。
[Abstract]:A chiral metal nano - material has been synthesized from chiral nucleus , chiral surface or nano - particle by means of surface tension method .
【学位授予单位】：扬州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：O614.123;TB383.1

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