具有内壁手性的二氧化硅纳米管的制备及功能化的研究

来源 :中国科学院研究生院 中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:swan159357
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本文报道了以谷氨酸为头基的Bola-两亲分子能够在水溶液中形成凝胶,以该水凝胶为模板可制得内部手性的二氧化硅纳米管。将该纳米管用偶氮苯分子功能化后能够构筑超分子手性光学开关,并能够在纳米管内壁生长手性的金纳米颗粒。本论文主要包括以下四个方面的研究内容:   1.设计、并合成了以L-/D-型谷氨酸为头基的bola型两亲分子N,N’-1,14-十四烷二酸酰-L/D-谷氨酸(简写为L-HDGA或D-HDGA),分子能够在水中形成无色透明的凝胶。对其形貌研究后发现其在水溶液中自组装形成螺旋纳米管状的结构,其中D-HDGA形成右手螺旋的纳米结构,而L-HDGA形成的是左手螺旋的纳米结构。   2.以HDGA所形成的水凝胶为模板,APES和TEOS提供硅原,成功的制备得二氧化硅纳米管。控制APES:HDGA:TEOS的摩尔比为1:1:10或2:1:10都能得到很好的管状结构。所制备的纳米管外径为20-30纳米,内径为8-10纳米,长度为几十到几百个微米。将纳米管超声破碎、萃取完模板后得到内壁含丙胺基的开口纳米管,经TPPS诱导手性实验证实丙胺基在纳米管内壁是超分子手性排列的。   3.将二氧化硅纳米管用偶氮苯分子功能化后,成功的诱导偶氮苯分子在纳米管内壁形成超分子手性的聚集体,同时利用偶氮苯分子能够在紫外-可见光照射下发生顺-反异构的特点,实现了用紫外-可见光来控制的CD信号强度可逆的变化,并且该CD信号的变化是多次可重复的,从而获得了超分子手性光学开关。   4.成功的在纳米管的内部诱导产生了手性的金纳米颗粒,与之前报道的不同,金纳米颗粒的手性不是起源于手性分子,而是来自于非手性分子的手性排列。首次实现了由非手性分子的诱导产生手性的金纳米颗粒。
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