憎水纳米粒子的合成、组装及其电催化
纳米粒子自组装薄膜在催化、光电转换、磁存储以及生化分析领域有广泛的应用前景。我们研究组已经发展了一系列油-水界面自组装方法，实现了多种纳米粒子的组装。然而，目前这些方法仅适用于亲水纳米粒子。憎水纳米粒子最有前景的是Langmuir-Blodgett(LB)组装方法，但是LB组装方法需要昂贵的仪器设备。本研究拟以憎水纳米粒子为研究对象，将通过配体置换技术和油-水界面自组装相结合，在油，水界面上将憎水纳米粒子组装成二维纳米结构薄膜，拓展油-水界面自组装技术，使其具有更广泛的实用性。具体研究内容如下:
1.憎水纳米粒子自组装
合成了油胺保护的金、铂等纳米粒子，然后采用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)来置换纳米粒子表面上的部分油胺分子而得到两亲纳米粒子。红外光谱和X-光电子能谱研究表明，PVP分子以O原子和粒子表面键合。分散在乙醇溶剂中的两亲纳米粒子能够进一步分散在乙醇-甲苯混合溶剂中，通过注入水于此混合体系中，可以观察到纳米粒子自发地在油-水界面上形成二维薄膜。透射电子显微镜照片显示所得到二维薄膜为粒子紧密排列的单层膜。
以油胺保护的金纳米粒子为对象，并采用十二烷基硫醇(DDT)和11-巯基十一酸(MUA)共同置换纳米粒子表面上的部分油胺分子，得到双巯基配体保护的两亲性纳米粒子。分散在甲苯中的双巯基功能化的Au纳米粒子在注入水后，能自发地在油-水界面上形成二维(2D)纳米粒子单层膜。单层膜的均匀性以及单层膜中粒子的间距依赖于DDT和MUA的物质的量及其配比。
2.二维Pt纳米粒子单层膜的电催化
合成了球形纳米铂和枝权状纳米铂，并采用配体置换技术在油-水界面上组装成二维纳米结构薄膜，研究了其对甲醇和甲酸的催化氧化特性。初步研究表明:这些纳米结构薄膜尽管经过一定的处理，如甲胺浸泡，但其催化特性与商业Pt/C相比依然很差，可能的原因是粒子表面的有机配体分子还没有被彻底去除。要进一步提高其活性，最佳的方法是在一定的温度下热处理，这应该是以后工作的重点。
纳米粒子自组装薄膜;憎水性能;电催化特性;油-水界面自组装技术
湖南大学
硕士
物理化学
李永军
2013
中文
TB383
58
2013-11-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）