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本论文系统地研究了Gemini型两亲分子在多金属氧酸盐水溶液亚相上的界面组装行为,并通过LB膜技术制备了有机一无机杂化有序分子膜,考察了Gemini型两亲分子的结构对多金属氧酸盐性质的影响。工作主要包括以下三个方面:
1)选用了一系列带有不同长度的、以疏水的亚甲基为间隔基的Gemini型两亲分子为铺展相,并选用两种多金属氧酸盐,包括一个具有荧光性质的十钨酸铕EuW10和另一个具有电催化活性的磷钨酸PW12作为亚相。分别将这两种多金属氧酸盐与上述Gemini型两亲分子在气/液界面上进行组装,研究了间隔基长度对所制备的杂化有序分子膜荧光性质和电催化活性的影响。实验发现,间隔基为6个亚甲基的Gemini两亲分子对EuW10的发光行为影响最小,杂化膜呈现出最小的跃迁强度比;另外,随着间隔基长度的增加,Gemini/PW12杂化膜对NO2-的电催化还原效率逐渐降低。实现了通过调节间隔基长度对含多金属氧酸盐的有机—无机杂化LB膜荧光和电催化性质的调控。
2)选用了一系列带有不同长度的、以亲水性亚胺基为间隔基的Gemini型两亲分子,在气/液界面上与氧化活性较高的磷钼酸PMo12相互作用。从表面压—分子面积等温线看出,亲水性间隔基与疏水间隔基之间差别。另外,制备出的杂化有序分子膜呈现了很好的光致变色性质。其中间隔基最短的分子与PMo12相互作用相对较弱,在光照、加热条件下的,PMo12红外特征峰的强度比的变化最小,褪色速度也最快。这就说明通过选择恰当的有机组分就可以改善杂化膜的光致变色行为。
3)选用了三种带有不同含氮头基的两亲分子,它们能在气/液界面与EuW10相互作用,形成了稳定的具有荧光性质的有机—无机杂化分子膜。利用头基中氨基能够被质子化和质子化程度的不同,实现了LB膜荧光开关的制备。其荧光开关的实现基于酸碱性气体的刺激,即HCl可以淬灭多金属氧酸盐的荧光(关),而NH3可以使其荧光恢复(开)。这个结果为实现两组分杂化膜体系的发光开关提供了一个重要的途径。