论文题目: 界面分子组装体结构和形貌的研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 物理化学
作者: 赵丰
导师: 唐季安,江龙
关键词: 界面分子组装,技术,表面活性剂,聚电解质,形貌
文献来源: 苏州大学
发表年度: 2005
论文摘要: 纳米结构与纳米技术是当前最前沿的研究领域。由纳米结构单元构筑的纳米材料在晶粒尺才、表面与体内原子数比和晶粒形状等方面与一般材料有很大的不同,在光学、微电子、磁特性、催化等方面有着重要的应用。因此基于分子或原子水平上的纳米结构单元的构筑与合成则必然成为化学,物理学,材料科学,信息科学等领域的科学家所密切关注的对象。 界面分子的组装技术被认为是获得功能纳米结构或器件最为重要的研究方法。本论文主要研究了表面活性剂(CTAB)、聚电解质(PSS和HPAM)及表面活性剂与聚电解质复合物三种类型的物质在气/液或固/液界面的分子组装纳米结构形貌。首先从较熟悉的表面活性剂分子在界面上组装的形貌和结构研究入手,利用原子力显微镜(AFM),透射电镜(TEM),紫外等仪器对其作详细、系统的研究。然后在此基础上进一步研究表面活性剂和高分子在界面的形貌和结构。最后结合当前纳米金的热点研究,把金颗粒引入到界面的组装中来,希望通过和纳米金颗粒的协同复合作用,使界面分子的复合纳米结构具有新的结构和性能。 我们选择了最普遍的表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)来研究表面活性剂在界面上的组装行为。CTAB在固体表面上的吸附是一个动力学过程,随吸附时间的变化,其分子聚集体在界面上的形貌会有不同的形貌特征,但未见有相关系统的研究报道。我们应用原子力显微镜技术对CTAB在云母表面的吸附动力学行为进行了研究。结果显示2 cmcCTAB溶液中,CTAB分子在云母表面上经历了从球形胶团→圆柱形聚集体→层状聚集体的结构形貌的转变;在0.5 cmcCTAB的溶液中,CTAB分子在云母表面形成层状膜的结构形貌,无形貌变化现象的发生;CTAB在云母表面的吸附层厚度随时间变化而呈现出周期性的变化,是吸附→脱落→吸附的动力学过程。 我们系统研究了聚电解质分子在云母表面组装时的结构和形貌特征。用原子力显微镜观察到了单个聚电解质分子的形貌,同时做了较详细的理论分析。发现阴离子水解聚丙烯酰胺分子在云母表面上能从网络聚集体结构转变为紧密球形分子形态,实
论文目录:
苏州大学博士学位论文详细摘要
1． 序言
1．1 纳米结构体系概述
1．2 分子组装技术
1．3 分子自组装来构筑纳米结构的几种常见作用力
1．3．1 氢键
1．3．2 静电相互作用
1．3．3 范德华力、疏水作用力和其它
1．4 界面分子组装技术
1．4．1 固/液界面分子组装
1．4．1．1 自组装单层膜
1．4．1．2 自组装多层膜
1．4．1．3 构筑基于固/液界面的分子组装纳米结构
1．4．2 气/液界面分子组装
1．4．2．1 Langmuir单分子膜
1．4．2．2 LB技术
1．4．2．2．1 垂直提拉法
1．4．2．2．2 水平附着法
1．4．2．3 构筑基于气/液界面的分子组装纳米结构
1．5 选题依据及思路
1．6 原子力显微镜简介
1．6．1 原理
1．6．2 原子力的硬件部分
1．6．2．1 力检测部分
1．6．2．2 位置检测部分
1．6．2．3 反馈系统
本章参考文献
2． CTAB在云母表面吸附的AFM研究
2．1 引言
2．2 实验部分
2．3 结果与讨论
2．3．1 云母片自2cmc的CTAB溶液中吸附行为的研究
2．3．2 云母片自0．5cmc的CTAB溶液中吸附行为的研究
2．4 结论
本章参考文献
3． 不同环境中聚电解质在界面结构和形貌特性的研究
3．1 引言
3．2 实验部分
3．2．1 试剂
3．2．2 原子力显微镜
3．3 结果与讨论
3．4 结论
本章参考文献
4． 单个PSS分子及PSS/CTAB复合物的AFM研究
4．1 引言
4．2 实验部分
4．2．1 药品与试剂
4．2．2 π-A等温线的测量
4．2．3 原子力显微镜的测量
4．3 结果与讨论
4．3．1 PSS从水溶液中沉积到云母表面的AFM研究
4．3．2 在气-液界面上的PSS/CTAB复合物的形成
4．4 结论
本章参考文献
5． 聚电解质HPAM/CTAB复合物在气/液界面的特性研究
5．1 前言
5．2 实验部分
5．2．1 试剂与药品
5．2．2 表面压-面积等温线的测量
5．2．3 原子力显微镜(AFM)的测量
5．3 结果与讨论
5．4 结论
本章参考文献
6． 基于聚电解质/表面活性剂复合物模板的金纳米树枝状分形聚集体
6．1 前言
6．2 实验部分
6．2．1 试剂与药品
6．2．2 纳米金颗粒(AuNPs)的制备
6．2．3 云母表面上AHPAM/CTAB复合物树枝状分形结构的构筑
6．2．4 云母表面上金纳米分形聚集体结构的构筑
6．3 结果与讨论
6．3．1 云母表面上AHPAM/CTAB复合物树枝状分形结构的形成
6．3．2 云母表面金纳米颗粒分形聚集体的构筑
6．4 结论
本章参考文献
7． 结论及建议
7．1 研究工作总结
7．2 研究工作建议
在博期间发表的学术论文
致谢
发布时间: 2006-03-24
参考文献
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