OALib Journal期刊
多金属氧簇与倍半硅氧烷簇构筑的哑铃形杂化分子Langmuir膜和Langmuir-Blodgett膜
DOI: 10.6023/A15010083
Keywords: 杂化分子 ,多金属氧簇 ,倍半硅氧烷簇 ,Langmuir膜 ,LB膜
Abstract:
以两个形状杂化分子(ShapeHybridMolecules)为目标分子,研究了它们在气液界面上形成Langmuir膜的过程和Langmuir-Blodgett(LB)膜的聚集态结构.杂化分子是由Wells-Dawson型磷钨氧簇(Polyoxometalates,POMs)和T8型的倍半硅氧烷簇(PolyhedralOligosilsesquioxane,POSS),通过对苯二甲酸有机连接链(OL)用共价键构筑的具有杂化性质和哑铃形状的簇-簇杂化分子(POM-OL-POSS).这两种杂化分子的差别在于POSS段中,外围有机基团的尺寸不同.在实验中,采用Langmuir和LB膜技术,了解POSS外围的七个取代基变化导致的分子尺寸变化对Langmuir膜形成过程和LB膜结构的影响.采用Langmuir技术测定了表面压-平均分子面积(π-A)等温曲线和π-A循环等温曲线,跟踪并研究了这两个杂化分子在水表面上形成Langmuir膜的过程.实验结果表明,两个杂化分子都表现出良好的两亲性,从气相变化到固相的过程中,杂化分子经历了从分散到集中的过程.将这些膜转移到基片上,得到单层的LB膜,再利用原子力显微镜(AFM)和透射电子显微镜(TEM)研究了LB膜的表面形貌和聚集态结构.由于POM段中含有钨和钒金属,可以直接用TEM观察聚集态结构,发现了在气-液和液-固相转变过程中,LB膜中杂化分子的聚集态结构都呈现涨落特征,一种凝聚态物理中由相转变导致结构涨落的重要物理现象.本研究获得的结果能够帮助我们以及这个领域的研究者们继续优化杂化分子的结构,进一步构筑具有有序结构的膜和本体材料.
References
[1] Glotzer, S. C.; Horsch, M. A.; Iacovella, C. R.; Zhang, Z. L.; Chan, E. R.; Zhang, X. Curr. Opin. Colloid Interface Sci. 2005, 10, 287. [2] Han, Y. K.; Xiao, Y.; Zhang, Z. J.; Liu, B.; Zheng, P.; He, S. J.; Wang, W. Macromolecules 2009, 42, 6543. [3] Han, Y.-K.; Zhang, Z.-J.; Wang, Y.-L.; Xia, N.; Liu, B.; Xiao, Y.; Jin, L.-X.; Zheng, P.; Wang, W. Macromol. Chem. Phys. 2011, 212, 81. [4] Hu, M. B.; Xia, N.; Yu, W.; Ma, C.; Tang, J.; Hou, Z. Y.; Zheng, P.; Wang, W. Polym. Chem. 2012, 3, 617. [5] Xiao, Y.; Han, Y.-K.; Xia, N.; Hu, M.-B.; Zheng, P.; Wang, W. Chem. Eur. J. 2012, 18, 11325. [6] Tang, J.; Yu, W.; Hu, M.-B.; Xiao, Y.; Wang, X.-G.; Ren, L.-J.; Zheng, P.; Wang, W.; Zhu, W.; Chen, Y.-M. ChemPlusChem 2014, 79, 1455. [7] Wang, X.-L.; Wang, Y.-L.; Miao, W.-K.; Hu, M.-B.; Tang, J.; Yu, W.; Hou, Z.-Y.; Zheng, P.; Wang, W. Langmuir 2013, 29, 6537. [8] Hu, M.-B.; Hou, Z.-Y.; Xiao, Y.; Yu, W.; Ma, C.; Ren, L.-J.; Zheng, P.; Wang, W. Langmuir 2013, 29, 5714. [9] Hou, Z.-Y.; Hu, M.-B.; Wang, W. Acta Chim. Sinica 2014, 72, 61. (侯占要, 胡敏标, 王维, 化学学报, 2014, 72, 61.) [10] Landsmann, S.; Lizandara-Pueyo, C.; Polarz, S. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 5315. [11] Landsmann, S.; Wessig, M.; Schmid, M.; C？lfen, H.; Polarz, S. Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 5995. [12] Liu, H.; Hsu, C.-H.; Lin, Z.-W.; Shan, W.-P.; Wang, J.; Jiang, J.; Huang, M.-J.; Lotz, B.; Yu, X.-F.; Zhang, W.-B.; Yue, K.; Cheng, S. Z. D. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 10691. [13] Yu, X. F.; Zhong, S.; Li, X. P.; Tu, Y. F.; Yang, S. G.; Van Horn, R. M.; Ni, C. Y.; Pochan, D. J.; Quirk, R. P.; Wesdemiotis, C.; Zhang, W. B.; Cheng, S. Z. D. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 16741. [14] Li, Y.; Zhang, W. B.; Hsieh, I.; Zhang, G. L.; Cao, Y.; Li, X. P.; Wesdemiotis, C.; Lotz, B.; Xiong, H. M.; Cheng, S. Z. D. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 10712. [15] Sun, H. J.; Tu, Y. F.; Wang, C. L.; Van Horn, R. M.; Tsai, C. C.; Graham, M. J.; Sun, B.; Lotz, B.; Zhang, W. B.; Cheng, S. Z. D. J. Mater. Chem. 2011, 21, 14240. [16] Yu, X. F.; Zhang, W. B.; Yue, K.; Li, X. P.; Liu, H.; Xin, Y.; Wang, C. L.; Wesdemiotis, C.; Cheng, S. Z. D. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 7780. [17] Eds.: Pope, M. T.; Müller, A. Polyoxometalate Chemistry: From Topology via Self-Assembly to Applications, Springer, Netherlands, 2001. [18] Cordes, D. B.; Lickiss, P. D.; Rataboul, F. Chem. Rev. 2010, 110, 2081. [19] Hu, M.-B. Ph.D. Disseration, Nankai University, Tianjin, 2013. (胡敏标, 博士论文, 南开大学, 天津, 2013.) [20] Wang, X.-G. M.S. Disseration, Nankai University, Tianjin, 2014. (王小刚, 硕士论文, 南开大学, 天津, 2014.) [21] Hou, Y.; Hill, C. L. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 11823. [22] Clemente-León, M.; Coronado, E.; Delhaès, P.; Gómez-García, C. J.; Gómez-García, J.; Mingotaud, C. Adv. Mater. 2001, 13, 574. [23] Bu, W.-F.; Fan, H.-L.; Wu, L.-X.; Hou, X.-L.; Hu, C.-W.; Zhang, G.; Zhang, X. Langmuir 2002, 18, 6398. [24] Sun, H.; Bu, W.-F.; Li, Y.-C.; Li, H.-L.; Wu, L.-X.; Sun, C.-Q.; Dong, B.; Dou, R.-F.; Chi, L.-F.; Schaefer, A. Langmuir 2008, 24, 4693. [25] Giner-Casares, J. J.; Brezesinski, G.; Mohwald, H.; Landsmann, S.; Polarz, S. J. Phys. Chem. Lett. 2012, 3, 322. [26] Rosen, M. J.; Kunjappu, J. T. Surfactants and Interfacial Phenomena, Vol. 4, John Wiley & Sons, New Jersey, 2012. [27] Petty, M. C. Langmuir-Blodgett Films: An Introduction, Cambridge University Press, New York, 1996. [28] Kaganer, V. M.; M？hwald, H.; Dutta, P. Rev. Mod. Phys. 1999, 71, 779. [29] Menger, F. M.; Littau, C. A. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 1451. [30] Eds.: Zana, R.; Xia, J. D. Gemini Surfactants: Synthesis, Interfacial and Solution-Phase Behavior, and Applications, CRC Press, 2003. [31] Eds.: Alexandridis, P.; Lindman, B. Amphiphilic Block Copolymers: Self-Assembly and Applications, Elsevier, 2000. [32] Smart, T.; Lomas, H.; Massignani, M.; Flores-Merino, M. V.; Perez, L. R.; Battaglia, G. Nano Today 2008, 3, 38. [33] Kresge, C. T.; Leonowicz, M. E.; Roth, W. J.; Vartuli, J. C.; Beck, J. S. Nature 1992, 359, 710. [34] Hoffmann, F.; Cornelius, M.; Morell, J.; Fr？ba, M. Angew. Chem., Int. Ed. 2006, 45, 3216. [35] Griffiths, P. C.; Fallis, I. A.; Chuenpratoom, T.; Watanesk, R. Adv. Colloid Interface Sci. 2006, 122, 107. [36] Po, C.; Yam, V. W. Chem. Sci. 2014, 5, 4868. [37] Zhang, Z. L.; Horsch, M. A.; Lamm, M. H.; Glotzer, S. C. Nano Lett. 2003, 3, 1341.
Full-Text
Contact Us
[email protected]
QQ:3279437679
WhatsApp +8615387084133
