表面一维席夫碱聚合物的STM研究

摘要

扫描隧道显微镜具有原子尺度的分辨率，可以实时观察到样品的表面缺陷、表面重构、表面吸附分子的形态与位置等,以上特点使得STM特别适合用来研究实空间里零维、一维和二维聚合物在表面上的组装形态。本论文中选择表面席夫碱反应为研究体系，以扫描隧道显微镜为主要研究手段，通过表征表面席夫碱反应制备的一维聚合物在高定向热解石墨上的组装行为，从而深入研究表面席夫碱反应制备一维聚合物的机理。
　　本论文中为了研究不同化学结构的芳香二醛和二胺在HOPG表面上的席夫碱聚合反应，选择了对苯二甲醛及间苯二甲醛和对苯二胺、联苯二胺、4,4''-二氨基-对三联苯作为活性单体。研究发现对苯二甲醛和三种不同结构的芳香族二胺在辛酸/HOPG或者HOPG气固界面上反应得到了高度有序的一维线性席夫碱聚合物。
　　还研究了采用辛酸做溶剂，不同浓度的对苯二甲醛和4,4''-二氨基-对三联苯在干净的HOPG上得到的一维聚合物的组装形态,随着单体浓度的降低，结晶结构会慢慢消失，而最终得到的是以稀疏的线性结构为主的聚合物。通过对苯二甲醛和4,4'-二氨基-对三联苯在HOPG表面上形成的聚合物结构随时间的变化情况，研究了席夫碱反应在辛酸/HOPG界面上的反应机理。
　　在低真空条件下通过简单加热的方法在化学惰性的高定向热解石墨的表面上得到了间苯二甲醛分别和对苯二胺、联苯二胺、4,4''-二氨基-对三联苯反应后的聚合物,聚合物主要是以锯齿型的结构为主且主要是沿着石墨基底的三个晶格方向排布。
　　通过简单加热的方法在辛酸/HOPG或固气界面上分别制备了1,3,5-三醛基苯和对苯二胺、联苯二胺、4,4''-二氨基-对三联苯反应的表面共价网状结构，把单个网格当作一个限定空间，然后往网格中加入对苯二甲醛和对苯二胺单体。实验结果表明对苯二甲醛和对苯二胺不能在1,3,5-三醛基苯和对苯二胺、联苯二胺反应制备的网格中反应。只在1,3,5-三醛基苯和4,4''-二氨基-对三联苯反应得到的网格中得到这两个活性单体反应的产物。

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第1章 绪 论

1.1 课题的来源及研究意义

1.2 STM研究表面反应的进展

1.3 表面上的席夫碱反应

1.4 本论文的研究内容

第2章 实验材料及研究方法

2.1 扫描隧道显微术

2.2 STM探针

2.3 实验

第3章 对苯二甲醛和不同线性芳香二胺表面反应的

3.1 引言

3.2 研究的主要内容

3.3 结果与讨论

3.4 本章小结

第4章 间苯二甲醛和不同线性芳香二胺表面反应的STM研究

4.1 引言

4.2 研究的主要内容

4.3结果与讨论

4.4 本章小结

第5章 在限定空间里表面席夫碱反应的STM研究

5.1 引言

5.2 研究的主要内容

5.3 结果与讨论

5.4 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

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