磺酸基团修饰水滑石LB复合薄膜自组装及酸致变色研究

发布时间：2024-02-15 14:33

　　水滑石等二维层状材料的功能化和自组装对纳米材料的广泛应用至关重要。本文利用LB技术制备了磺酸基团离子交换后的水滑石和两种不同结构染料的自组装Langmuir薄膜。探究了染料复合LB薄膜表面的聚集状态及膜的结构/性能。采用原子力显微镜和透射电镜对单层Langmuir膜的形貌进行了表征,结果表明薄膜具有较好的均匀性和致密性。利用紫外-可见光谱对制备的磺酸基团水滑石/染料LB膜的良好酸致变色特性进行了研究。本文的研究工作为水滑石界面有效功能自组装薄膜的制备和发展以及酸碱气体传感器、化学开关等实际应用提供了新的线索。

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【部分图文】：

图2LDH-HS/ST和LDH-HS/MB单层LB膜的透射电镜和原子力显微镜图像

将两种不同染料亚相的LDH-HS复合膜分别转移到两个石英片基底上,通过紫外可见光谱中特征峰位置的变动进行详细地分析。图3(a)和3(b)分别显示的是LDH-HS/ST和LDH-HS/MB多层LB复合膜沉积在石英底片上测得的UV光谱,以及经1minHCl气体氛围处理后和1m....

图4LDH-HS/ST和LDH-HS/MBLB滴膜的紫外光谱及照片图

通过图3和4的对比,在相同接触时间、相同的气体气氛下,LDH-HS/染料滴膜的最大吸收峰位置也发生了位移,但其位移变化普遍不显著,复合膜的颜色变化也不明显,这可以归因于滴膜中LDH-HS和两种染料分子是随机堆积的,不均匀也缺乏致密性,暴露在大面积酸碱性气体中,复合膜参与反应的也仅....

图5HCl和NH3气体对LDH-HS/STLB复合膜的化学反应机理

图5所示的是以LDH-HS/ST复合LB薄膜酸碱变色效应为例的一个化学转化机理简图。这种变化被合理地推测为制备的LB复合膜上带有染料分子,连接在其苯环结构上的N-H和-NH2基团发生了质子化和去质子化。这些胺基含有孤电子对,易于质子化,在与HCl气体接触时,与一个氢原子结合形成配....

图1LDH-HS薄膜在纯水、MB和ST亚相中的表面压力-面积(π-A)等温线

首先,观察分析表面压力-面积(π-A)等温线,一方面可以证明已经形成了稳定的Langmuir单层膜,另一方面清楚地了解该单层薄膜在气体/液体界面中的分子取向和相变[20]。图1展示了LDH-HS分散液分别在纯水相、ST和MB两种染料溶液亚相表面均匀扩散后生成的π-A等温线。可以明....

本文编号：3899902