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通过在分子水平上可调控的自组装,科学家已经能够使用对外界刺激产生快速和持续响应的人工合成柔性智能有机聚合物来模拟生物功能。但是,人工合成的柔性智能有机聚合物由于其各向同性的特征,通常以单一模式对外部刺激做出响应,其对环境变化做出多维或者多种各向异性响应仍然是一个巨大的挑战。近些年,新型二维层状半导体材料碳化氮是目前材料领域的研究热点之一,我们特别关注了氮化碳材料尚未被发现的优异特性,而不仅仅是大多数研究者关注的光催化,例如自组装的碳氮聚合物的各向异性刺激性响应。蜜勒胺(Melem)是氮化碳形成过程中的重要中间体,它被认为是石墨氮化碳的基本结构单元,与石墨相氮化碳相似,melem也具有独特的电子结构,优异的热稳定性和化学稳定性。由于melem分子间强的氢键作用,其在大多数溶剂中的溶解性较差,但是melem与石墨烯和单壁碳纳米管等在浓硫酸(H2SO4)中的溶解相似,melem可以被浓硫酸质子化,从而溶解在H2SO4中并形成稳定的热力学溶液。将用浓硫酸酸化的蜜勒胺(标记为melem-H)与甲醛反应,通过酰胺键和焦硫键的连接可以制备得到具有一定纹路透明的蜜勒胺-甲醛聚合膜。在本论文中,我们主要研究蜜勒胺-甲醛聚合物(标记为MFF)的制备过程及其溶剂刺激性各向异性响应的性能和机理,深入探讨合成方法、实验条件、微观结构和膜响应之间的关系。同时,鉴于钛氧簇合物具有结构多样性以及性质可控等优越性能,其在光催化等领域有很大的发展前景,但是兼具稳定性和优越光吸收或者发光性质的钛氧簇还处于起步阶段,其单晶的制备具有很大的挑战性。因此,我们采用同时完全羧基配位和铕离子掺杂策略来提高钛氧簇的稳定性和荧光性质,通过溶剂热法合成单晶Ti4Eu2O4(OOCC6H5)14(记为POTi4Eu2)。本论文主要包括以下几方面内容:1.Melem在大多数溶剂中(水、乙醇、甲醇、乙腈、丙酮、二甲基甲酰胺等)的溶解度较差,且仅以非常有限的溶解度溶于DMSO中,这显然低于三聚氰胺(2,4,6-3-s-三嗪环)的溶解度,melem较差的溶解性阻碍了它优越性能的利用和进一步发展。但是melem中均匀、确定分布的sp2杂化的氮原子上孤对电子可以被强酸质子化,进而促使melem溶解于强酸介质中。因此,我们采用浓硫酸将melem溶解在其中,之后通过加入反溶剂甲醇得到酸化的melem粉末(标记为melem-H),通过实验发现melem-H在DMSO中的室温溶解度远远超过melem的最初的溶解度,这些研究都表明melem可以形成溶液并进行反应。我们通过将melem-H和多聚甲醛进行热聚合反应成功制备得到具有一定纹路透明的蜜勒胺-甲醛聚合膜(标记为MFF),并且用智能手机将MFF薄膜的制备过程记录下来。通过核磁、红外、拉曼和XPS等技术可以对MFF的形成过程进行检测和表征,也进一步证明melem的3-s-三嗓环骨架在反应过程中均保持稳定不变。2.我们将制备得到的MFF暴露在不同极性的溶剂蒸汽中(比如水蒸气和正戊烷蒸汽)和浸没在不同极性的液态溶剂中(比如甲醇溶剂和DMSO溶剂),发现MFF会沿着不同的方向进行弯曲变形从而表现出宏观各向异性,MFF对水和正戊烷蒸气的吸附通过石英晶体微量天平(QCM)进行定量分析。我们通过EDS和 near-edge X-ray absorption fine structure(NEXAFS)技术证明 MFF 具有各向异性,并深入探讨研究MFF溶剂刺激性各向异性响应的机理。3.我们采用同时完全羧基配位和铕离子掺杂策略来克服了钛氧簇单晶结构较差的稳定性和有限的光吸收等主要缺点,通过溶剂热法合成单晶Ti4Eu2O4(OOCC6H5)14(记为POTi4Eu2)。通过元素分析、热重分析、固态紫外可见光谱以及红外光谱等技术对POTi4Eu2进行表征,通过荧光光谱和荧光寿命等技术来研究其光学性质。