论文摘要
近年来,利用微型化化学组装和纳米工程技术研制新型的多功能薄膜材料引起了科研工作者们的广泛关注。氧化物纳米粒子借助其优良的光学、电学及催化性质,在构筑薄膜纳米器件中扮演着重要角色。而多金属氧酸盐以其优异的物理化学性质和广阔的应用前景越来越受到人们的重视。特别是多金属氧酸盐由于其独特的笼状结构和电子多样性,使其能进行多个连续的可逆多电子还原反应生成混合价杂多蓝,呈现了优异的光学、电化学、电催化和光催化特性,在电化学和材料化学等研究领域有着重要意义。将多金属氧酸盐和氧化物纳米粒子相结合进行多层有序的自组装,可以使多金属氧酸盐和氧化物纳米粒子进行体相和性质的结合,产生新的、优异的光色和电化学性质,这不仅能够进一步开发多金属氧酸盐和纳米材料在材料化学领域的应用潜力,对于丰富多酸化学理论也具有极其重要的意义。本文以制备功能化的Keggin型钨磷酸盐/氧化物纳米粒子多层有序薄膜为主要研究方向,利用层接层自组装的方法制备两种复合膜{PEI/[PW12/TiO2]n}和{PEI/[PW12/PEI/PSS– CdO/PEI]n}。利用循环伏安法（CV）、紫外光谱（UV-vis）、扫描电镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）和荧光光谱（FL）对所制备的多层膜进行了组成、结构以及性能的研究。通过对多层膜生长过程的紫外光谱监控,我们发现膜的形成是层层均一、反复生长的过程。原子力显微镜成像结果表明,多层膜的表面是平坦光滑的,且均匀分布着大量球状纳米粒子。通过荧光光谱发现,CdO纳米粒子的发光性能在复合膜{PEI/[PW12/PEI/PSS-CdO/PEI]n}中仍然存在。并通过紫外光谱监测到{PEI/[PW12/ PEI/PSS-CdO/PEI]n}复合膜在紫外灯照射下,延长光照时间,在可见光范围内有微弱的光致变色现象。光催化研究结果表明,与只含有钨磷酸盐的单一组分的多层膜相比,负载纳米粒子后的多层复合膜{PEI/[PW12/TiO2]n}和{PEI/[PW12/PEI/ PSS-CdO/PEI]n}表现出更高的光催化活性,对甲基橙染料均有不同程度的脱色降解作用。并通过实验证明,复合膜光催化剂可以重复使用。