固液界面低维席夫碱纳米结构的制备及表征
发布时间：2021-11-01 13:35
表面共价纳米结构是一类通过表面反应直接在表面上构建的纳米结构。共价纳米结构中结构单元间以共价键连接,可以有效地促进电荷传输,因此在分子电子学、光电子器件、催化和传感器中具有潜在应用。目前采用低成本且简单的方法来构建长程有序、高表面覆盖度的共价纳米结构,依然是纳米科技领域的一个重要挑战。通过控制外部条件来调控反应平衡,以席夫碱反应为代表的动态共价反应能够实现热力学稳定的共价纳米结构的制备,且制备过程较为简单。本论文主要以席夫碱反应为例,通过设计不同结构的前驱体和对反应条件的调控,在固液界面上制备了一系列低维共价纳米结构,并利用扫描隧道显微镜（Scanning Tunneling Microscopy,简称STM）结合理论计算对表面共价纳米结构形成过程和影响因素进行了研究。首先,在辛酸/高定向热解石墨（Highly Oriented Pyrolytic Graphite,简称HOPG）界面上实现了席夫碱一维聚合物（1DPs）以及共价键和非共价键协同连接的分级交叉结构的可控制备。研究发现单体的摩尔比以及单体结构在最终组装结构的形成中起着至关重要的作用。通过控制单体的摩尔比,在辛酸/HOPG界...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：157 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
不同数目溴取代的苯基卟啉在Au(111)表面上反应所得聚合结构的STM图像
在超高真空条件下 532℃加热形成了聚亚苯基超蜂窝网络，如图1-2b 所示。该课题组还发现 CHP 分子在不同基底上发生乌尔曼反应得到的结构是不同的，即单体的扩散速率和基底的催化活性对产物具有一定的影响[42]。在Cu(111)基底上形成开放的分支结构，在 Au(111)表面上观察到分支状结构以及较小畴区的紧密排列的网格团簇，而在 Ag(111)表面，则形成高度有序且紧密的聚亚苯基网络。Lackinger 等研究了 1,3,5-三-(4-溴苯基)苯在石墨(0001)、Cu(111)和 Ag(110)表面上的反应情况[43]。通过研究发现基底对乌尔曼反应具有重要的作用。室温下将 1,3,5-三-(4-溴苯基)苯沉积在 Cu(111)表面上，通过退火至 300℃，在铜原子的催化下，在表面上发生乌尔曼反应形成蜂窝状的网格结构，如图 1-2c 所示。在 Ag(110)表面上也观察到了相似的网格结构，而在石墨(0001)表面上即使通过高温退火也只能观察到 1,3,5-三-(4-溴苯基)苯分子间通过卤素-氢键形成的非共价组装结构。接着该课题组利用 STM 还研究了在超高真空条件下不同尺寸的三碘代苯分子在 Au(111)表面上的乌尔曼反应[44]。较小尺寸的 1,3,5-三碘苯（TIB）单体在室温下聚合成网格结构
- 7 -图 1-3 单体结构以及聚合所得结构的 STM 图像[54,56,57]a, d, g) 分别为炔烃 1、炔烃 2 和 TEB 的分子结构式；b, e, h) 分别为炔烃 1、炔烃 2 和TEB 在 Au(111)表面上聚合所得结构的 STM 图像；c, f, i) 分别为炔烃 1、炔烃 2 和 TEB在 Ag(111)表面上聚合所得的 STM 图像Fig. 1-3 Monomer structure and STM images of the structure obtained by polymerizationa, d, g) Molecular structure of alkyne 1, alkyne 2 and TEB, respectively; b, e, h) STMimages of structures obtained by polymerization of alkyne 1, alkynes 2 and TEB on Au(111)surface, respectively; c, f, i) STM images of structures obtained by polymerization alkyne 1,alkynes 2 and TEB on Ag(111) surface, respectively
【参考文献】：
期刊论文
[1]重氮盐用于无机材料的表面改性研究进展[J]. 刘志达,唐辉,黄剑,李斌. 化工科技. 2013(03)
[2]碳纳米管的修饰研究进展[J]. 宫斌,黄据芹,王怀友. 化学分析计量. 2009(05)
[3]扫描隧道显微镜和原子力显微镜[J]. 夏国鑫. 光学仪器. 1992(04)
博士论文
[1]硼烯的分子束外延生长及扫描隧道显微镜研究[D]. 钟青.中国科学院大学(中国科学院物理研究所) 2017
本文编号：3470201
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：157 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
不同数目溴取代的苯基卟啉在Au(111)表面上反应所得聚合结构的STM图像
在超高真空条件下 532℃加热形成了聚亚苯基超蜂窝网络，如图1-2b 所示。该课题组还发现 CHP 分子在不同基底上发生乌尔曼反应得到的结构是不同的，即单体的扩散速率和基底的催化活性对产物具有一定的影响[42]。在Cu(111)基底上形成开放的分支结构，在 Au(111)表面上观察到分支状结构以及较小畴区的紧密排列的网格团簇，而在 Ag(111)表面，则形成高度有序且紧密的聚亚苯基网络。Lackinger 等研究了 1,3,5-三-(4-溴苯基)苯在石墨(0001)、Cu(111)和 Ag(110)表面上的反应情况[43]。通过研究发现基底对乌尔曼反应具有重要的作用。室温下将 1,3,5-三-(4-溴苯基)苯沉积在 Cu(111)表面上，通过退火至 300℃，在铜原子的催化下，在表面上发生乌尔曼反应形成蜂窝状的网格结构，如图 1-2c 所示。在 Ag(110)表面上也观察到了相似的网格结构，而在石墨(0001)表面上即使通过高温退火也只能观察到 1,3,5-三-(4-溴苯基)苯分子间通过卤素-氢键形成的非共价组装结构。接着该课题组利用 STM 还研究了在超高真空条件下不同尺寸的三碘代苯分子在 Au(111)表面上的乌尔曼反应[44]。较小尺寸的 1,3,5-三碘苯（TIB）单体在室温下聚合成网格结构
- 7 -图 1-3 单体结构以及聚合所得结构的 STM 图像[54,56,57]a, d, g) 分别为炔烃 1、炔烃 2 和 TEB 的分子结构式；b, e, h) 分别为炔烃 1、炔烃 2 和TEB 在 Au(111)表面上聚合所得结构的 STM 图像；c, f, i) 分别为炔烃 1、炔烃 2 和 TEB在 Ag(111)表面上聚合所得的 STM 图像Fig. 1-3 Monomer structure and STM images of the structure obtained by polymerizationa, d, g) Molecular structure of alkyne 1, alkyne 2 and TEB, respectively; b, e, h) STMimages of structures obtained by polymerization of alkyne 1, alkynes 2 and TEB on Au(111)surface, respectively; c, f, i) STM images of structures obtained by polymerization alkyne 1,alkynes 2 and TEB on Ag(111) surface, respectively
【参考文献】：
期刊论文
[1]重氮盐用于无机材料的表面改性研究进展[J]. 刘志达,唐辉,黄剑,李斌. 化工科技. 2013(03)
[2]碳纳米管的修饰研究进展[J]. 宫斌,黄据芹,王怀友. 化学分析计量. 2009(05)
[3]扫描隧道显微镜和原子力显微镜[J]. 夏国鑫. 光学仪器. 1992(04)
博士论文
[1]硼烯的分子束外延生长及扫描隧道显微镜研究[D]. 钟青.中国科学院大学(中国科学院物理研究所) 2017
本文编号：3470201
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3470201.html
