富勒烯与卟啉超分子微纳米形貌的制备及其性能研究

摘要

将富勒烯与卟啉通过非共价联结在一起形成具有特定结构的超分子体系，能够实现富勒烯的功能化，进一步的提高富勒烯的性能。而将这种超分子通过自组装的方式制备出有序的低维微纳米结构往往是利用这些性能的先决条件。本文从两个方面出发，以生长出形貌均匀，性能优良的主客体微纳米结构为目标，开展了如下工作：
　　（1）、利用液液界面沉积（LLIP）法，富勒烯选用C60和C70，卟啉选用四苯基卟啉（H2TPP），在以下五种体系中对C60或C70与H2TPP的微纳米形貌进行了研究，并对规律性进行了一个总结，发现C70与H2TPP的共聚效果比C60与H2TPP的共聚效果好，并且更加容易生长出均匀的微纳米结构，在苯与IPA的体系中，C70与H2TPP生长成棒状，而引入甲基后，在甲苯（间二甲苯）与IPA的体系中，却生长成平行四边形的片状结构。
　　a）甲苯和异丙醇（IPA）。b）苯和IPA。c）四氯化碳（CCl4）和IPA。d）间二甲苯（M-xylene）和IPA。e）二硫化碳（CS2）和IPA
　　（2）、针对其中两种形貌进行了进一步的研究，a）在甲苯与IPA的体系中，当C70：H2TPP=1:2（摩尔比）时，能够生长出形状，尺寸均匀的四边形片状微纳米形貌，并且对结构进行了表征，通过Raman，XRD以及TEM证实了微米片的复合结构，通过比较C70-H2TPP微米片与C70的微米结构以及C70-H2TPP溶解在甲苯中后的UV-vis电子吸收光谱，揭示了C70-H2TPP在紫外可见光区域具有更宽广，更强烈的吸收以及C70与H2TPP之间存在相互作用，通过TGA分析得出，在C70-H2TPP微米片中含有溶剂分子，并且确定了其分子结构；b）在苯与IPA的体系中，当C70：H2TPP=1:1（摩尔比）时，能够生长出形状，尺寸均匀的棒状微纳米形貌，并且对结构进行了表征，通过Raman，XRD以及TEM证实了微米片的复合结构，通过比较C70-H2TPP微米棒与C70的微米结构以及C70-H2TPP溶解在甲苯中后的UV-vis电子吸收光谱，揭示了C70-H2TPP微纳棒在紫外可见光区域具有更宽广，更强烈的吸收以及C70与H2TPP之间存在相互作用。通过TGA分析得出，在C70-H2TPP微米棒中含有溶剂分子，并且确定了其分子结构。

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1 绪 论

1.1 引言

1.2 内包金属富勒烯的分类

1.3 内包金属富勒烯的制备方法

1.4 内包金属富勒烯的表征

1.5 内包金属富勒烯的修饰

1.6 富勒烯的微纳米结构

1.7 本文的选题依据及工作内容

2 实验部分

2.1实验主要试剂及仪器

2.2 富勒烯与卟啉超分子微纳米形貌的制备

2.3 C70与H2TPP超分子在甲苯和IPA体系中微纳米形貌的制备

2.4 C70与H2TPP超分子在苯和IPA体系中微纳米形貌的制备

2.5 C60与H2TPP超分子在间二甲苯和IPA体系中微纳米形貌的制备

2.6 多孔的C60纳米花形貌的制备

3结果与讨论

3.1 不同的体系中得到的超分子纳米形貌

3.2 C70与H2TPP超分子在甲苯和IPA体系中微纳米形貌的结构及表征

3.3 C70与H2TPP超分子在苯和IPA体系中微纳米形貌的结构及表征

3.4 C60与H2TPP超分子在间二甲苯和IPA中微纳米形貌的结构及表征

3.5 多孔的C60纳米花形貌的结构

4 全文总结及展望

4.1全文总结

4.2工作展望

致谢

参考文献