本文關(guān)鍵詞：氣液界面超分子手性的原位二次諧波研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：界面是很多重要物理化學(xué)過(guò)程發(fā)生的場(chǎng)所，與界面相關(guān)的研究領(lǐng)域涉及物理、化學(xué)、環(huán)境、醫(yī)藥和催化等多種學(xué)科。氣液界面在自然界中廣泛存在，氣液界面手性薄膜是分子和超分子結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)性破缺研究的絕佳模型。多種手性調(diào)控方法如手性的誘導(dǎo)、記憶、傳遞和放大等也主要在氣液界面薄膜中進(jìn)行。二次諧波線二色譜方法（secondharmonic generation-linear dichroism，SHG-LD）具有單分子層靈敏性、原位檢測(cè)、界面選擇性，手性敏感性等突出優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于界面手性的研究。 本文在前人工作的基礎(chǔ)上，用SHG-LD方法研究了不同氣液界面的手性結(jié)構(gòu)，以及環(huán)境對(duì)手性結(jié)構(gòu)的影響。本文開(kāi)展的具體研究?jī)?nèi)容及結(jié)果如下所述。 (1)對(duì)SHG-LD方法研究氣液界面手性薄膜的理論進(jìn)行了分析與仿真。電偶極近似和同時(shí)考慮電偶極及磁偶極貢獻(xiàn)兩種情況下，S偏振二次諧波強(qiáng)度的偏振模擬曲線線型具有相同的特點(diǎn)：當(dāng)界面無(wú)手性（DCE=0）時(shí)，模擬線型存在四個(gè)峰且四個(gè)峰的峰值相等；當(dāng)界面手性符號(hào)為負(fù)(DCE0)時(shí)，模擬曲線同樣有四個(gè)峰，但峰值具有“高低高低”的特點(diǎn)；當(dāng)界面手性符號(hào)為正(DCE0)時(shí)，模擬曲線同樣有四個(gè)峰，峰值具有“低高低高”的特點(diǎn)。 (2)兩種情況下入射偏振為90°時(shí)對(duì)應(yīng)的S偏振二次諧波強(qiáng)度不同：電偶極近似時(shí)，Is(90°)=0；同時(shí)考慮電偶極和磁偶極貢獻(xiàn)時(shí)，Is(90°)0。因此，入射偏振90°時(shí)對(duì)應(yīng)的S偏振二次諧波強(qiáng)度是判斷界面手性來(lái)源是否包含磁偶極的貢獻(xiàn)的重要判據(jù)。此結(jié)論對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析具有重要的指導(dǎo)意義。 (3)用電偶極矩和磁偶極矩二階極化率張量的手性項(xiàng)與非手性項(xiàng)表示手性過(guò)量（the degree of chiral excess，DCE）。電偶極近似時(shí)，DCE可以表示成電偶極矩手性項(xiàng)與非手性項(xiàng)比值的函數(shù)，，DCE的符號(hào)與電偶極矩極化率張量手性項(xiàng)與非手性項(xiàng)的比值的符號(hào)相反，DCE的數(shù)值與該比值的絕對(duì)值成正比。因此，電偶極矩二階極化率張量手性項(xiàng)的絕對(duì)大小不足以說(shuō)明界面手性的大小，必須要考慮手性項(xiàng)與非手性項(xiàng)的比值。當(dāng)同時(shí)考慮電偶極矩和磁偶極矩貢獻(xiàn)時(shí)，DCE是電偶極和磁偶極二階極化率張量的復(fù)雜函數(shù)。 (4)用二次諧波線二色譜方法（SHG-LD）研究了氣液界面上卟啉衍生物形成的超分子結(jié)構(gòu)的手性分布。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合和對(duì)比分析表明卟啉衍生物在空氣/水界面上形成的超分子結(jié)構(gòu)具有手性，且手性分布不均勻。電偶極矩和磁偶極矩的手性項(xiàng)及非手性項(xiàng)對(duì)界面結(jié)構(gòu)手性的影響同樣是非均勻的。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，磁偶極矩對(duì)界面超分子手性結(jié)構(gòu)有明顯貢獻(xiàn)，并且電偶極矩和磁偶極矩對(duì)界面超分子結(jié)構(gòu)手性狀態(tài)的貢獻(xiàn)相反。同時(shí)，不同手性狀態(tài)對(duì)應(yīng)的磁偶極矩與電偶極矩貢獻(xiàn)的相對(duì)大小也存在差異。當(dāng)DCE0時(shí)，磁偶極矩對(duì)界面超分子結(jié)構(gòu)手性狀態(tài)的貢獻(xiàn)占主導(dǎo)；當(dāng)DCE0時(shí)，電偶極矩對(duì)界面超分子結(jié)構(gòu)手性狀態(tài)的貢獻(xiàn)占主導(dǎo)。 (5)用二次諧波-線二色譜方法（SHG-LD）研究了非手性分子PARC18在不同亞相表面的自組裝手性。研究結(jié)果表明，亞相的pH對(duì)PARC18的自組裝手性有重要影響。在中性條件下，PARC18形成了宏觀手性結(jié)構(gòu)，手性狀態(tài)穩(wěn)定，手性信號(hào)主要源于電偶極的貢獻(xiàn)；在堿性條件下，PARC18同樣能形成手性結(jié)構(gòu)，但手性狀態(tài)會(huì)隨時(shí)間變化，且手性信號(hào)主要源于磁偶極的貢獻(xiàn)。
【關(guān)鍵詞】：非線性光學(xué) 界面超分子手性 二次諧波線二向色譜 電偶極躍遷 磁偶極躍遷
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：O485
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-13
• 第1章 緒論13-25
• 1.1 手性研究背景13-16
• 1.1.1 手性的研究意義13-14
• 1.1.2 手性的研究現(xiàn)狀14-15
• 1.1.3 手性的表征方法15-16
• 1.2 界面手性形成機(jī)理16-18
• 1.3 氣液界面手性的研究意義及方法18-19
• 1.4 SHG 方法研究界面手性的發(fā)展歷程19-22
• 1.5 本論文的內(nèi)容及意義22-25
• 第2章 界面二次諧波基本原理25-53
• 2.1 非線性光學(xué)過(guò)程25-27
• 2.2 二次諧波方法的界面選擇性27
• 2.3 二階非線性極化率張量的對(duì)稱(chēng)性27-34
• 2.4 二次諧波過(guò)程的三層模型34-36
• 2.5 SHG-CD 方法與 SHG-LD 方法對(duì)比36-40
• 2.6 二次諧波響應(yīng)與入射基頻光偏振態(tài)關(guān)系分析40-42
• 2.7 宏觀極化率張量與微觀極化率張量的關(guān)聯(lián)42-47
• 2.8 分子超極化率的物理本質(zhì)47-50
• 2.9 界面二次諧波手性信號(hào)來(lái)源50-51
• 2.10 本章小結(jié)51-53
• 第3章 SHG-LD 研究氣液界面手性薄膜的理論分析與仿真53-63
• 3.1 研究背景53-54
• 3.2 SHG-LD 方法應(yīng)用于氣液界面薄膜手性檢測(cè)的理論分析54-57
• 3.3 SHG-LD 偏振曲線線型模擬及二階極化率張量對(duì) DCE 值影響分析57-62
• 3.3.1 界面手性是否存在磁偶極矩貢獻(xiàn)的判斷58
• 3.3.2 電偶極矩和磁偶極矩對(duì)界面手性過(guò)量 DCE 的影響58-59
• 3.3.3 二次諧波光偏振態(tài)為 S 偏振時(shí) SHG-LD 偏振曲線的線型模擬59-62
• 3.4 本章小結(jié)62-63
• 第4章 SHG-LD 方法研究非手性 TPPS 在空氣-水界面形成超分子結(jié)構(gòu)的手性分布63-89
• 4.1 研究背景63-64
• 4.2 實(shí)驗(yàn)方法及過(guò)程64-67
• 4.2.1 樣品選擇與制備64-65
• 4.2.2 SHG-LD 方法實(shí)驗(yàn)構(gòu)型65-66
• 4.2.3 數(shù)據(jù)采集方式及數(shù)據(jù)處理方法66-67
• 4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論67-88
• 4.3.1 數(shù)據(jù)處理方法67
• 4.3.2 各組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理67-76
• 4.3.3 界面膜超分子手性分布分析76-80
• 4.3.4 電偶極磁偶極二階非線性極化率張量手性項(xiàng)與非手性項(xiàng)空間分布80-88
• 4.4 本章小結(jié)88-89
• 第5章 SHG-LD 方法研究 NAOH 溶液表面 PARC18 自組裝手性的變化89-96
• 5.1 研究背景89
• 5.2 實(shí)驗(yàn)方法及過(guò)程89-91
• 5.2.1 樣品制備89-90
• 5.2.2 實(shí)驗(yàn)構(gòu)型90
• 5.2.3 數(shù)據(jù)采集方式90-91
• 5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論91-95
• 5.3.1 數(shù)據(jù)處理方法91
• 5.3.2 純水表面 PARC18 自組裝膜手性91-92
• 5.3.3 NaOH 亞相表面 PARC18 自組裝膜手性92-95
• 5.4 本章小結(jié)95-96
• 總結(jié)與展望96-100
• 參考文獻(xiàn)100-123
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單123-124
• 致謝124-125
• 作者簡(jiǎn)介125

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 袁菁,張莉,黃昕,姜思光,劉鳴華;手性超分子組裝研究進(jìn)展[J];化學(xué)進(jìn)展;2005年05期

2 張莉,王金本,劉鳴華;TPPS和Gemini表面活性劑的復(fù)合膜及其手性的研究(英文)[J];物理化學(xué)學(xué)報(bào);2004年04期

  本文關(guān)鍵詞：氣液界面超分子手性的原位二次諧波研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：326943