發(fā)布時(shí)間：2021-06-03 20:14

　　本論文利用掃描隧道顯微鏡和密度泛函理論計(jì)算相結(jié)合,系統(tǒng)研究了有機(jī)功能分子TTF在HOPG表面自組裝行為,從分子自組裝的影響因素、客體分子對(duì)TTF分子的調(diào)控到官能團(tuán)取代對(duì)光敏分子的光響應(yīng)特性,再到鹵素原子取代對(duì)TTF分子組裝結(jié)構(gòu)的調(diào)控,系統(tǒng)深入地研究了有機(jī)功能分子的組裝現(xiàn)象和分子相互作用機(jī)制。論文的主要研究工作包括以下幾個(gè)方面:采用STM技術(shù)和DFT理論計(jì)算,研究了具有不同烷基鏈長(zhǎng)度及不同官能團(tuán)的TTF分子的自組裝過(guò)程及相互作用機(jī)制,并探索了化合物自身結(jié)構(gòu)和分子間的氫鍵及范德華力對(duì)表面自組裝結(jié)構(gòu)的影響因素。研究表明,苯甲酸取代的TTF分子無(wú)論在長(zhǎng)鏈還是短烷基鏈時(shí)都可以在HOPG表面組裝成穩(wěn)定的納米結(jié)構(gòu),而吡啶官能團(tuán)的TTF分子只有長(zhǎng)烷基鏈的TTF分子才能在HOPG表面形成穩(wěn)定的組裝結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)存在部分缺陷。TTF分子在HOPG表面組裝過(guò)程的相互作用機(jī)制中,分子長(zhǎng)烷基鏈之間的范德華作用力、TTF分子間的氫鍵、TTF分子間的S…S相互作用在穩(wěn)定分子的組裝結(jié)構(gòu)中起到關(guān)鍵作用。針對(duì)TTF分子的可控組裝和調(diào)控,采用引入溶劑分子的調(diào)控手段,實(shí)現(xiàn)了對(duì)TTF分子的有效誘導(dǎo)和調(diào)控。研究表明,庚酸溶劑分子不... 

【文章來(lái)源】：北京科技大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：123 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖２－１?（ａ）、（ｂ）、（ｃ）分別為含有１個(gè)、２個(gè)和３個(gè)ＣＯＯＨ的ＳｔＯＦ分子在辛酸／ＨＯＰＧ??界面上形成的層狀結(jié)構(gòu)、鋸齒狀結(jié)構(gòu)以及六方結(jié)構(gòu)

?官能團(tuán)和燒基鏈協(xié)同作用下的有機(jī)分子表面組裝???ｚ；ｒ??��；％，４?／?＊??＋鑛４??＃?＝?Ｒｕ２＾?Ｊ?＊?Ｃｄ２＋ｏｒ?Ｆｅ２＊－??圖２－３基于三聯(lián)卩比啶分子的六角星型超分子組裝結(jié)構(gòu)的合成設(shè)計(jì)［２１１??常見(jiàn)的表面化學(xué)反應(yīng)有硼酸的自縮聚、共縮聚、席夫堿反應(yīng)等。圖２－４??所示為分子間通過(guò)醛胺縮合的席夫堿反應(yīng)可組裝成二維納米網(wǎng)格，由于該反??應(yīng)條件溫和，不需要催化劑，可有效制備大面積亞胺聚合物網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。Ａ分??子具有３個(gè)分枝，分枝呈１２０°夾角，決定了納米網(wǎng)格的形狀。Ｂ分子為??線性結(jié)構(gòu)，與Ａ分子對(duì)接，構(gòu)成納米網(wǎng)格的邊。分子Ａ和Ｂ的末端分別為??氨基或醛基，氨基中氮原子上的孤對(duì)電子與羰基上帶有正電荷的碳原子結(jié)合，??形成ａ－羥基胺類(lèi)化合物，再脫水形成席夫堿亞胺納米網(wǎng)格［２２１。??Ｗ??＞７＋７?—你??圖２－４由Ａ，?Ｂ兩種小分子通過(guò)表面席夫堿縮合反應(yīng)形成蜂窩狀納米網(wǎng)絡(luò)的ＳＴＭ圖和??相應(yīng)的分子模型［２２］??需要指出的是，自組裝過(guò)程并非只受到其中單一作用力的驅(qū)動(dòng)，這些作??－６－??

?北京科技大學(xué)博士學(xué)位論文???用力很多時(shí)候往往是同時(shí)發(fā)生，因而分子納米結(jié)構(gòu)的形成實(shí)際上是多種弱相??互作用力協(xié)同、加和作用等效應(yīng)的總體體現(xiàn)。??多種非共價(jià)鍵協(xié)同作用得到的納米組裝結(jié)構(gòu)在形貌和功能上均有很大程??度的提高，圖２－５報(bào)道的這個(gè)工作則主要利用ＳＴＭ技術(shù)研宄了客體分子蔻??（ＣＯＲ）誘導(dǎo)的Ｈ４ＥＴＴＣ分子結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化及不同模板中的選擇性吸附行為，??實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)在庚酸／ＨＯＰＧ界面Ｈ４ＥＴＴＣ分子的組裝結(jié)構(gòu)取決于ＣＯＲ分子??的濃度，高濃度時(shí)Ｈ４ＥＴＴＣ分子的ｋａｇｏｍ６納米網(wǎng)絡(luò)中可形成ＣＯＲ分子簇，??隨著ＣＯＲ分子濃度的降低，兩者先形成ＫａｇｏｍＳ結(jié)構(gòu)，再轉(zhuǎn)變?yōu)楦鼮榉�(wěn)定的??層狀結(jié)構(gòu)。而在六苯基苯（ＨＰＢ）分子的六方多孔結(jié)構(gòu)中也可形成ＣＯＲ分子??簇，相比于Ｈ４ＥＴＴＣ的氫鍵模板，蔻會(huì)優(yōu)先進(jìn)入ＨＰＢ分子的范德華力模板，??或者ＨＰＢ分子模板會(huì)搶奪Ｈ４ＥＴＴＣ／ＣＯＲ結(jié)構(gòu)中的蔻分子，從而優(yōu)先形成更??為穩(wěn)定的ＨＰＢ／ＣＯＲ六方結(jié)構(gòu)，ＣＯＲ分子在氫鍵、范德華力模板中顯示出明??顯的選擇性吸附行為［２３】。??ｍｍ??圖２－５?ＣＯＲ分子誘導(dǎo)的Ｈ４ＥＴＴＣ分子的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化和ＣＯＲ分子在不同模板中的選擇性??吸附行為［２３］??分子自組裝在探索新型納米結(jié)構(gòu)和材料方面具有不可替代的作用，通過(guò)??自組裝可以直接使用原子、分子等作為基本結(jié)構(gòu)單元，構(gòu)建特殊的納米結(jié)構(gòu)??和器件，分子自組裝技術(shù)還可以與其它的研究方法相結(jié)合，在生物學(xué)、光電、??功能納米材料等領(lǐng)域具有強(qiáng)大的應(yīng)用前景。??在圖２－６的這項(xiàng)研究成果中，Ｓｈｉ等人［２４］主要介紹了?一種將超分子自組裝??研究與納米摩擦學(xué)結(jié)合的研究方法，作者在石墨表面構(gòu)建了七

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3211180