纳米尺度手性半导体材料的制备及其表征

发布时间：2023-04-28 03:42

　　导电聚合物材料和手性超分子结构的结合,不是简单的线性相加,而是一种1+1>2的巧妙融合。这两个概念的组合,不仅是对导电聚合物材料研究方向的拓展,同时也为手性超分子结构赋予了新的功能性和应用前景。在传统的手性超分子结构(如DNA分子、蛋白质分子等)中,其主体分子普遍是不具备导电能力的绝缘体,或是导电能力欠佳的半导体。而本文设计合成的手性超分子结构中,笔者特别地强调了其具有相对良好的导电特性,这使得其在分子器件等领域有着不错的研究和应用前景。此外,基于手性超分子普遍具有良好的生物相容性,这类导电聚合物分子在手性分离、生物催化等领域也有着不错的研究和应用前景。本文以小分子诱导手性为主要方法,设计并合成了数个同时具有手性和导电性能的材料,并将其设计成分子器件进行一系列的性能测试。文章的主要内容包括手性的小分子导电材料和手性的导电聚合物材料两部分。笔者设计合成了导电手性小分子材料,分别是带手性支链的酞菁铜(Ⅱ)分子与带手性支链的规整结构的噻吩并[3,2-b]噻吩分子。笔者选取的手性小分子单元是最简单的模型,即单一手性的2-甲基-1-丁醇,其在中心碳原子(β-碳原子)上分别接有一个乙基、一个...

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
1 绪论
    1.1 手性概述
    1.2 超分子手性
        1.2.1 手性分子自组装形成手性超分子
        1.2.2 非手性分子通过诱导形成手性超分子
        1.2.3 非手性分子组装形成手性超分子
    1.3 手性导电聚合物
    1.4 有机导电聚合物对磁场的响应
    1.5 论文主要研究内容
2 实验部分
    2.1 实验仪器及主要材料
        2.1.1 主要材料
        2.1.2 实验仪器
    2.2 含手性侧链的酞菁铜(Ⅱ)的合成
    2.3 含手性侧链的噻吩并[3,2-b]噻吩的合成
    2.4 (R-/S-)樟脑磺酸掺杂的聚苯胺纳米纤维的制备
    2.5 对甲基苯磺酸掺杂的聚苯胺纳米纤维的制备
    2.6 结构规整的聚噻吩衍生物的合成
    2.7 性能测试与表征
        2.7.1 含手性侧链的酞菁铜(Ⅱ)和噻吩衍生物等的核磁共振波谱测试
        2.7.2 含手性侧链的酞菁铜(Ⅱ)纳米薄膜的形貌表征与圆二色光谱测试
        2.7.3 含手性侧链的酞菁铜(Ⅱ)和噻吩衍生物分子的质谱测试
        2.7.4 聚苯胺纳米纤维的自组装及其调控
        2.7.5 聚苯胺纳米纤维的紫外可见吸收光谱和圆二色光谱测试
        2.7.6 聚苯胺纳米纤维的微观形貌表征
        2.7.7 聚苯胺纳米纤维电极的制备及性能测
3 结果与讨论
    3.1 含手性侧链的酞菁铜(Ⅱ)与噻吩并[3,2-b]噻吩的结果表征
        3.1.1 合成产物的1HNMR数据汇总
        3.1.2 含手性侧链的酞菁铜(Ⅱ)和噻吩衍生物分子的质谱结果
        3.1.3 含手性侧链的酞菁铜(Ⅱ)的紫外吸收和圆二色光谱
        3.1.4 含手性侧链的酞菁铜(Ⅱ)纳米薄膜的形貌表征
        3.1.5 小结
    3.2 不同有机酸掺杂的聚苯胺纳米纤维的形貌与光谱表征
        3.2.1 聚苯胺纳米纤维的自组装与调控
        3.2.2 聚苯胺纳米纤维在扫描电子显微镜下的形貌表征
        3.2.3 聚苯胺纳米纤维的圆二色光谱与紫外吸收光谱等
        3.2.4 小结
    3.3 有机聚合物导电材料中电子的输运及其对磁场的响应
        3.3.1 螺旋聚苯胺纳米纤维电子器件的微观形貌
        3.3.2 不同旋向的聚苯胺纳米纤维对不同磁场的响应
        3.3.3 超低温下,聚苯胺纳米纤维的磁阻效应
        3.3.4 对甲基苯磺酸掺杂的聚苯胺纳米纤维的空白对照
        3.3.5 小结
结论
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文与研究成果



本文编号：3803670