為了拓展C₇₀晶體的應(yīng)用范圍,采用共溶劑法制備C₇₀單斜棒狀晶體;將其通過(guò)直接摻雜的方法加入海藻酸鈉溶液中,蒸發(fā)溶劑,制備出C₇₀單斜棒狀晶體/海藻酸鈉復(fù)合柔性薄膜.通過(guò)掃描電子顯微鏡和X射線衍射光譜,研究C₇₀棒狀晶體的形成機(jī)制和晶體結(jié)構(gòu).通過(guò)顯微成像法,確定C₇₀棒狀晶體在海藻酸鈉薄膜中的存在狀態(tài).通過(guò)紫外-可見(jiàn)分光光度法、熒光光度法和激光共聚焦顯微測(cè)試,研究C₇₀單斜棒狀晶體/海藻酸鈉復(fù)合薄膜的光吸收和光致發(fā)光性質(zhì).結(jié)果表明,C₇₀棒狀晶體與海藻酸鈉薄膜具有協(xié)同發(fā)光作用,可為富勒烯晶體的應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)和實(shí)驗(yàn)依據(jù). 

【文章來(lái)源】：安徽大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020,44(06)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：8 頁(yè)

【部分圖文】：

C70 rod/SA復(fù)合薄膜的制備流程圖

由圖2(d)～(f)可以看出,正庚醇與C70立方晶體接觸后,在1 min內(nèi)C70立方晶體先形成缺角的多面體結(jié)構(gòu)(圖2(d)),隨著正庚醇對(duì)C70立方晶體的溶解,然后形成立方體十四面體晶體(圖2(e))和半正多面體晶體(圖2(f)),最終晶體成長(zhǎng)為棒狀晶體.棒狀晶體的形成過(guò)程與溶劑種類(lèi)、體積和接觸時(shí)間有關(guān).立方晶體是由均三甲苯和C70分子通過(guò)范德華力和π-π共軛效應(yīng)聚集而成.正庚醇可以溶解富勒烯分子且與均三甲苯溶液互溶,因此正庚醇可以與均三甲苯作為共溶劑來(lái)重新排列C70分子進(jìn)而制備C70棒狀晶體[6].當(dāng)正庚醇與C70立方晶體接觸時(shí),C70立方晶體的尖端區(qū)域首先發(fā)生溶解(圖2(d)),正庚醇逐漸滲透到C70立方晶體中并對(duì)立方晶體表面進(jìn)行深度溶解,形成新的十四面體晶體結(jié)構(gòu)(圖2(e)).隨后正庚醇對(duì)C70立方晶體進(jìn)一步溶解,形成正多面體晶體(圖2(f)),這與文獻(xiàn)[7]報(bào)道一致.此時(shí)C70分子在正庚醇與均三甲苯的共溶劑中的溶解度達(dá)到飽和,不再有C70分子進(jìn)入溶液.共溶劑中的C70分子重新組裝到晶體上,并沿著晶體特定方向生長(zhǎng),最終形成短粗單斜棒狀晶體.為了研究溶劑在C70晶體形成過(guò)程中的作用,筆者選擇了3種對(duì)C70溶解度較低的溶劑,替換正庚醇與C70立方晶體作用后生長(zhǎng)出晶體.從圖2(g)～(i)可以看出,C70立方晶體在乙酸乙酯、正辛烷、四氫呋喃溶劑中,表面生長(zhǎng)出大量的小晶體,顯示出分級(jí)結(jié)構(gòu),這僅是表面的溶解和再結(jié)晶現(xiàn)象.而C70立方晶體與正庚醇相互作用后,可以形成全新的棒狀結(jié)構(gòu),說(shuō)明C70棒狀晶體的形成與溶劑種類(lèi)有關(guān)[6].

由圖3(a)～(b)可以看出,正庚醇與C70立方晶體相互作用1 min后形成多面體晶體,1 h后形成C70管狀晶體結(jié)構(gòu),共溶劑中的C70分子在管中填充,最終形成棒狀晶體[8].圖3(c)～(d)顯示,當(dāng)加入正庚醇的體積為1 mL時(shí),每個(gè)C70立方晶體周?chē)恼紲p少,立方晶體轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗝骟w晶體后,形成的共溶劑量不足以進(jìn)行下一步轉(zhuǎn)化,因此只停留在如圖3(c)所示的多面體晶體狀態(tài);當(dāng)加入正庚醇的體積為8 mL時(shí),由于正庚醇對(duì)C70晶體有一定的溶解度,C70分子溶解到正庚醇中,蒸發(fā)正庚醇后結(jié)晶形成如圖3(d)所示的細(xì)棒狀晶體[6].當(dāng)結(jié)晶溫度為4 ℃時(shí),晶體多為聚集的棒狀晶體,這主要是因?yàn)闇囟容^低時(shí),溶劑分子的布朗運(yùn)動(dòng)減緩,溶劑擴(kuò)散緩慢,且存在濃度梯度,形成不規(guī)則晶體,如圖3(e)所示;當(dāng)結(jié)晶溫度升高為50 ℃,溶劑分子運(yùn)動(dòng)加劇生成短小棒狀晶體[9],如圖3(f)所示,C70晶體大小不均勻.圖4為C70立方晶體和C70單斜棒狀晶體的XRD譜圖.經(jīng)過(guò)計(jì)算得出C70立方晶體結(jié)構(gòu)屬于立方晶系,晶格參數(shù)為a=10.578 ?,C70棒狀晶體結(jié)構(gòu)屬于單斜晶系,晶格參數(shù)為a=10.155 ?,b=12.617 ?,c=23.908 ?;α=90°, β=112.9°,γ=90°.從C70立方晶體和C70單斜棒狀晶體的XRD可以看出,C70立方晶體與正庚醇相互作用,改變了晶體的晶型.

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]海藻酸鈉-納米纖維素共混膜的制備及性能[J]. 董峰,黃帥超,魏占鋒,朱可欣.  材料科學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2019(03)



本文編號(hào)：3102850