膠束限域可控卟啉分子自組裝.pdf

1、納米功能材料一直是納米科技的重要研究方向之一,分子自組裝是獲得功能納米材料的一個(gè)重要手段,利用自組裝技術(shù)在超分子層面上實(shí)現(xiàn)有機(jī)功能分子的可控自組裝,并進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)其功能的調(diào)控,是目前超分子化學(xué)、納米技術(shù)、材料化學(xué)等領(lǐng)域的重要課題。在分子水平上,通過分子間非共價(jià)鍵如氫鍵、配位鍵、親水/疏水相互作用、靜電力、范德華力等弱鍵的相互作用,設(shè)計(jì)、控制自組裝形成納米功能材料,成為納米科技時(shí)代的重要發(fā)展內(nèi)容。在這一背景下,我們致力于通過分子自組裝技術(shù)構(gòu)

2、筑具有特定結(jié)構(gòu)和功能的納米材料,力求尋找一種簡(jiǎn)單、有效、經(jīng)濟(jì)、具有一定通用性且能較大規(guī)模生產(chǎn)的自組裝制備技術(shù)。通過選擇和設(shè)計(jì)分子間的相互作用,實(shí)現(xiàn)對(duì)組裝體尺寸、形貌、組成、結(jié)構(gòu)甚至性能的人為控制。吸取前人的工作經(jīng)驗(yàn),針對(duì)卟啉自組裝的關(guān)鍵難點(diǎn),我們提出了酸堿中和、膠束限域可控卟啉分子自組裝的方法。在這一方法中,首先將四吡啶基鋅卟啉(ZnTPyP)溶于稀鹽酸當(dāng)中,卟啉的四個(gè)吡啶基質(zhì)子化,陽離子的[ZnTPyPH4]4+在水中溶解度很好利于提

3、高反應(yīng)的產(chǎn)率放大生產(chǎn),然后將含有[ZnTPyPH4]4+的水溶液加入乳化劑溶液中,通過加入的堿量調(diào)節(jié)體系的pH值。由于酸堿中和[ZnTPyPH4]4+迅速去質(zhì)子化,成為不可溶的卟啉分子[ZnTPyP]由溶液中析出。針對(duì)這一方法,我們做了以下研究:
　　1.采用十四烷基三甲基溴化銨(MTAB)作為乳化劑,通過改變?nèi)榛瘎┡c卟啉摩爾比以及pH我們實(shí)現(xiàn)了對(duì)自組裝過程的調(diào)控,我們得到了一系列不同形貌的卟啉組裝體如單分散多孔納米盤、納米顆粒、

4、納米四棱棒、納米六棱棒等,并確定了得到這些形貌的具體實(shí)驗(yàn)條件。相圖的獲得為我們可控合成卟啉組裝體提供了實(shí)驗(yàn)依據(jù)。通過XRD以及理論計(jì)算研究了不同形貌卟啉組裝體中卟啉分子的堆積方式。進(jìn)一步研究了不同的堆積方式和組裝體尺寸對(duì)組裝體的性質(zhì)的影響,如光學(xué)性質(zhì)、孔結(jié)構(gòu)以及催化降解有機(jī)染料甲基橙的影響。其中Hexagonal的堆積方式對(duì)甲基橙的降解速率遠(yuǎn)高于Yovtae的分子堆積方式。
　　2.為了研究組裝過程中乳化劑的影響,我們選取了一系列