硬模板法合成具有光學(xué)活性的手性無(wú)機(jī)納米材料.pdf

1、手性是一種廣泛存在于自然界中的結(jié)構(gòu)，是自然界的基本屬性之一。人們通過(guò)模仿自然界合成了一系列具有手性結(jié)構(gòu)的有機(jī)功能材料，并對(duì)手性形成機(jī)理及其獨(dú)特性能進(jìn)行了深入研究。由于無(wú)機(jī)材料具有獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)，所以對(duì)于手性無(wú)機(jī)納米材料的開(kāi)發(fā)和研究具有很重要的意義。本文通過(guò)硬模板法合成了具有光學(xué)活性的手性無(wú)機(jī)材料，并對(duì)其結(jié)構(gòu)和光學(xué)活性產(chǎn)生機(jī)理進(jìn)行了研究。
　　在第一章緒論部分，對(duì)手性無(wú)機(jī)納米材料的相關(guān)研究背景做了綜述，闡述了手性無(wú)機(jī)材料光學(xué)活性

2、不同的產(chǎn)生機(jī)理，手性無(wú)機(jī)材料的合成方法和應(yīng)用前景，本課題的研究思路和研究意義。
　　在第二章中，用已知的軟模板法合成雙股螺旋排列的手性聚吡咯和手性碳納米管，并對(duì)其結(jié)構(gòu)和光學(xué)活性進(jìn)行了探討。本章以長(zhǎng)鏈氨基酸衍生物的自組裝體為軟模板，誘導(dǎo)吡咯在其周圍聚合形成成了雙股螺旋結(jié)構(gòu)的手性聚吡咯納米管，并通過(guò)焙燒得到手性碳納米管。通過(guò)電子相關(guān)圓二色光譜的測(cè)定，發(fā)現(xiàn)手性聚吡咯和手性碳納米管都具有基于電子躍遷吸收的光學(xué)活性。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和已有的理論

3、，提出手性聚吡咯管上的吡咯發(fā)色基團(tuán)和手性碳納米管上碳結(jié)構(gòu)的螺旋排列，使它們的電子激發(fā)態(tài)在整個(gè)手性組裝體上離域，從而對(duì)不同手性的圓偏振光選擇性吸收，最終產(chǎn)生基于電子躍遷吸收的光學(xué)活性。
　　在第三章中，通過(guò)硬模板法合成手性碳硫化鋅納米復(fù)合材料，并對(duì)其光學(xué)活性進(jìn)行了探討。本章以焙燒手性聚吡咯后得到的手性碳納米管為硬模板，通過(guò)在其表面粘附十二烷基磺酸鈉，使碳納米管在水溶液中浸潤(rùn)，鋅離子和硫離子通過(guò)靜電引力作用在碳納米管表面生成手性硫化鋅

4、碳納米復(fù)合材料。該手性納米材料在紫外區(qū)200-335nm產(chǎn)生了基于電子躍遷吸收的光學(xué)活性。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果并結(jié)合其電子躍遷吸收光學(xué)活性的機(jī)理，認(rèn)為由于硫化鋅拷貝了手性碳納米管的手性螺旋結(jié)構(gòu)，對(duì)左右圓偏振光產(chǎn)生了選擇性吸收從而產(chǎn)生了基于電子躍遷吸收的光學(xué)活性。
　　在第四章中，通過(guò)硬模板法合成了手性介孔TiO2納米纖維并對(duì)其結(jié)構(gòu)和光學(xué)活性進(jìn)行了探討。本章以手性聚吡咯和手性碳納米管為硬模板劑，在其表面進(jìn)行TiO2的同軸生長(zhǎng)，得到的了手性的

5、TiO2。同時(shí)發(fā)現(xiàn)焙燒除去模板劑后，不僅保留了模板劑原來(lái)存在的軸向孔道，且焙燒后 TiO2納米晶堆積排列產(chǎn)生了介孔孔道。該硬模板法合成手性TiO2在330-350 nm區(qū)域有基于電子躍遷吸收的光學(xué)活性。通過(guò)已有的理論結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果，認(rèn)為T(mén)iO2作為半導(dǎo)體，它的納米顆粒的尺寸和距離小于材料的激子半徑，從而在整個(gè)幾何體上離域形成了一個(gè)螺旋形的結(jié)構(gòu)，對(duì)左右圓偏振光具有選擇性的相互作用，從而產(chǎn)生了光學(xué)活性。
　　在第五章中，總結(jié)全文的工作，