有机—无机杂化聚合物纳米线和纳米片的制备、结构及性能

摘要

作为本世纪最有前景的材料，纳米材料备受关注。有机-无机杂化聚合物纳米材料由于小尺寸效应和兼具有机、无机材料的各种优良性质，在许多领域都显示出巨大的应用潜力，已引起了国内外学者的极大关注。 本研究利用对羟基苯甲酸的羟基和羧基与锌离子的配合作用，采用一种比较新颖的方法-有机溶剂醇热法，制备了准一维对羟基苯甲酸-锌杂化结构聚合物纳米线，用傅立叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)和高分辨透射电子显微镜测试(HRTEM)等方法对这一聚合物纳米线的结构进行了表征。此外，用热致场发射扫描电子显微镜(TFESEM)观察了纳米线在不同反应时间的形态，系统地研究了反应体系和反应条件对纳米线的形成过程的影响，分析了纳米线的结构和形成机理。研究结果表明，对羟基苯甲酸-锌杂化结构聚合物纳米线的结构单元是一种四配位体的结构，它是由锌离子、乙酰氧基和对羟基苯甲酸中的羧基和酚式羟基组成；其形成机理主要是溶液．液相．固相(简称SLS)机理。 在此基础上，用同样的方法和反应条件，以对苯二甲酸代替对羟基苯甲酸，制备了另一种纳米结构产物，即对苯二甲酸-锌杂化结构聚合物纳米片。通过热分析、FTIR等手段表征了这一纳米片的结构，并与上述所制的纳米线的结构进行了对比分析，讨论了该反应体系的反应过程，认为酚式羟基是形成单向生长的基础，而羧基是形成平面生长的基础。 进一步地，用荧光光谱、稳态荧光光谱和荧光寿命研究了所制备的纳米线和纳米片的光学性能。研究结果表明，在对羟基苯甲酸-锌杂化纳米线和对苯二甲酸-锌杂化纳米片中，至少存在着两种对光学行为产生影响的能量转移机理，而且其中一种应该与温度有着一定的关系，它们都对这个体系的杂化聚合物纳米材料的荧光动力学过程产生作用。 本研究从本质上揭示了有机-无机杂化聚合物纳米材料生长的基本规律，为其控制合成提供了理论依据。

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第一章绪论

1.1纳米材料概述

1.1.1纳米材料的定义与分类

1.1.2纳米材料的基本特性

1.1.3纳米材料的应用

1.2准一维纳米材料和纳米阵列体系

1.2.1准一维纳米材料

1.2.2纳米组装体系

1.2.3纳米材料的常用分析方法

1.3课题的意义，研究内容和目的

1.3.1课题提出的意义和目的

1.3.2课题的研究内容

第二章有机-无机杂化聚合物纳米线的制备及性能

2.1引言

2.2实验部分

2.2.1主要试剂与仪器

2.2.2主要测试仪器

2.2.3纳米线的制备方法

2.2.4表征

2.3结果与讨论

2.3.1纳米线的表征

2.3.2外界条件对纳米线形成和测定的影响

2.3.3影响因素与生长机理的探讨

2.3.4对羟基苯甲酸-锌离子纳米线的的发光特性研究

2.4本章小结

第三章有机-无机杂化聚合物纳米片的制备及性能

3.1引言

3.2实验部分

3.2.1主要试剂与仪器

3.2.2主要测试仪器

3.2.3纳米花的制备方法

3.2.4表征

3.3结果与讨论

3.3.1内米花的表征

3.3.2对苯二甲酸-锌离子纳米花的发光特性研究

3.4本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢

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