卟啉化合物自組裝及納米結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、卟啉由于具有良好的組件，因此可以用于構(gòu)筑有機(jī)納米結(jié)構(gòu)以促進(jìn)光電子和非線性光學(xué)器件的潛在應(yīng)用引起了人們廣泛的研究興趣。由于卟啉獨(dú)特的平面以及嚴(yán)格的分子幾何構(gòu)型，芳香性電子離域大π鍵等賦予了它們特殊的可調(diào)和的光譜、光物理、光化學(xué)和組裝性能，所以在自然光合成中模擬光合作用過程和太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換中認(rèn)為卟啉的自組裝體系是非常好的模型。用于卟啉超分子自組裝的作用力包括氫鍵、配位鍵，π-π堆積效應(yīng)，靜電相互作用、疏水作用、以及模板驅(qū)動(dòng)等。目前，人們通過協(xié)調(diào)

2、π-π堆積效應(yīng)，疏水作用以及模板驅(qū)動(dòng)作用等多種作用力，制備了形貌各異的卟啉納米結(jié)構(gòu)，如納米線，納米棒，納米管，納米囊泡等。本論文研究了幾種卟啉聚集體的組裝及納米結(jié)構(gòu)，具體內(nèi)容如下：
　　1.用5,10,15,20-四(4-羧基苯基)-卟啉（H2TCPP）通過表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）輔助作用下自組裝成多種形貌的納米聚集體結(jié)構(gòu)。研究了靜置時(shí)間和實(shí)驗(yàn)溫度對(duì)卟啉納米聚集體粒徑和形貌的影響。并利用透射電子顯微鏡(TEM)、

3、掃描電子顯微鏡(SEM)等手段對(duì)納米結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。
　　2.以5,10,15,20–四(4-氯苯基)卟啉（H2TClPP）為研究對(duì)象，將其溶解在四氫呋喃（THF）中，以氧化鋁膜為模板制備了納米管陣列。研究發(fā)現(xiàn)卟啉納米管的外徑是200 nm，與模板的孔徑相匹配。有趣的是，在納米管的管壁表面，發(fā)現(xiàn)有清晰的條紋相，條紋之間的間距恰好等于一個(gè)卟啉分子中相鄰兩個(gè)氯原子之間的距離，由此推斷四個(gè)卟啉分子排成了正方形的結(jié)構(gòu)單元?？梢酝茢嘣诩{米管

4、的管壁中，卟啉分子的排列高度有序。
　　3.研究了5,10,15,20-四（4-氨基苯基卟啉）在混合有機(jī)溶劑CHC13/CH3OH(體積比,4:l)中自組裝形成了不同形貌的納米結(jié)構(gòu)，包括實(shí)心球和荊刺狀的納米聚集體結(jié)構(gòu)。利用透射電子顯微鏡(TEM)、高分辨電子顯微鏡(HRTEM)、動(dòng)態(tài)光散射（DL）等手段對(duì)這些納米結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。高分辨電鏡照片顯示，在不規(guī)則的荊刺狀的結(jié)構(gòu)中有清晰的正方形結(jié)構(gòu)單元的條紋相，條紋間距大約是一個(gè)卟啉分子中