有机小分子空心及分枝状纳米结构的制备与应用研究

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众所周知,纳米结构的形貌包括形状、尺寸与表面结构等,对其光电以及理化性质有着重要的影响。其中,空心结构由于其大的比表面积及其特有的空腔结构,在气体传感、药物输送以及催化等领域具有广阔的应用前景;而枝状结构由于其独特的立体结构,在光伏器件等立体器件结构中显示出重要的研究价值。本论文以优异的发光材料2,5,8,11-tetra-tert-butyl-perylene(Tbpe)为研究对象,(1)在高浓度下通过动力学控制的反传统的晶体生长,实现其空心立方以及花瓣结构的制备;高浓度的TBpe在低温下(6℃)进行成核大爆炸,形成大量二次纳米粒子,由于二次纳米粒子具有高的化学势,为了降低体系能量,二次纳米粒子优先选择有序地定向聚集排列形成特定结构的骨架结构(立方体、花瓣结构),然后将整个体系在较高温度(25℃)下进行生长,不稳定的小晶体会在奥斯特瓦尔德熟化过程中逐渐溶解转移到外壁大的晶核上去,由内向外逐渐生长形成内部空心外部逐渐光滑的空心结构;根据此空心结构具有较大的比表面积的优势,我们构筑了其湿度传感器件,结果发现空心结果展现出比相应实心的晶体来说更灵敏的湿度响应。(2)在高浓度下通过传统的晶体生长过程实现分枝状八爪单晶结构的制备;在较低温度与较高浓度下成核,保持体系中自由的TBpe分子较多,然后在较高温度(25℃)下,按照传统的晶体生长模式,快速扩散到晶核表面,实现沿着晶体的{111}方向各向异性生长,形成高度对称的实心八爪枝状结构。
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