有机杂化金纳米粒子多样化组装及温和消蚀行为研究

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1、DiversifiedAssemblyofOrganic—GoldNanoparticleHybridsandMildWhittingofGoldNanoparticlesByZhiqiangLuADISSERTATIONSUBMITTEDTOTHEGRADUATESCH00LOFNANJINGMajor：UNIVERSITYINPARTIALFULFILLMENTOFTHEREQUIREMENTSFORTHEDEGREEOFDOCTOROFPHILOSOPHY(CHEMISTRY)NANJINGUNIVERSITY2010Pol

2、ymerChemistryandPhysicsSpecialization：ChemicalSelf-AssemblyMentor：Prof．JinZhuNanjingUniversity壹室盘鲎盟窒生望些途塞主塞擅垩蓝夏周筮毕业论文题目：查扭垒垡金纳鲞垄王多盘垡丝苤墨墨塑造垡堑羞塑塞高盆至垡堂鱼堑望专业垫盟级博士生姓名：生：查堡指导教师(姓名、职称)：盎垫塾撞摘要纳米粒子具有新颖多样的物化性质。在现代纳米技术的发展中人们发现，当纳米粒子以组装体的形式出现时，其性能要远比单个纳米粒子丰富多变的多。人们可以通过不同的方法获得不同的纳

3、米粒子组装体结构，并得到不同功能的应用。在众多的纳米微粒中，金纳米粒子是性能表现最为丰富的一个宠儿，近年来人们对其个体性质、组装体的功能、及获得结构组装的方法进行了广泛而深入的研究。自组装行为是一种极有前途的构建复杂纳米组装器件的策略。迄今为止，人们通过这一策略已经进行了许多卓有成效的纳米结构组装体的合成。从理论上讲，人们可以通过设计，有效地选择自组装体构建单元的性质，在此基础上实现对纳米材料自发组装行为控制，进而得到理想组装结构的纳米材料。纳米材料组装体的性质也可以通过理性设计的方法得以人为调控。而探索和研究纳米层次上作用力的特

4、点成为这课题的关键所在。因而适当选择设计与纳米粒子结合的分子的结构是一种调控纳米粒子自组装行为的关键因素。从这一认识出发，将有机小分子修饰在纳米颗粒上，可以在纳米粒子上得到一个与外界相互作用的致密外壳，这一外壳与外界作用力的性质是可以通过人工的方法加以调节，并以这种调节为基础来进一步调节纳米粒子的自组装行为。将单个由独特的分子修饰的纳米粒子组装成具有周期性的排列结构，对修饰后的单个纳米粒子而言，往往需要在动力学上有极为充分的自由能。借助于此才能够实现使纳米粒子在组装过程中有充分的空间以使其达到一种平衡。而液相体系正好具备可以为组装

5、过程提供这一自由的热力学平衡环境。利用这一环境人们可以使独立分散的表面修饰了的纳米粒子获得多种类复杂多变的组装体结构。事实上，以单修饰的纳米粒子在液相条件下进行组装的过程中，强大的定向行为是通过有机分子与溶液的相互作用而实现的。虽然目前人们对这一现象已作了大量而广泛的研究工作，但是，如何通过单分子修饰的纳米组装单元，来获得多样化的组装结构至今仍是人们知之甚少的领域。双亲性因素往往是自组装中产生NanjingUniversityZhiqiangLu多样化组装结构的诱因。但对于组装行为而言，人们并不只局限于在双亲性材料框架内进行组装多

6、样化的途径研究。本论文第二章研究了一种在液相条件下，用单修饰的纳米粒子获得宽范围的组装方法。这一方法为超越双亲分子框架获取多样化纳米粒子组装方面提供了一种有一般意义上的思路。人们可以通过多种方法用金属纳米粒子或合金粒子在特定的表面上进行二维膜的组装。但从实际的实验上来看，不同的方法也是各有其不足。例如这些方法都不同程度地存在构成膜的纳米粒子不稳定及界面单一等特征。这对于进一步实现其理论上的功能显然是不利的。因此，发展一种一般性纳米粒子多界面成膜组装技术则显的十分重要。本论文中第三章我们介绍了一种简单的纳米粒子组装形成二维膜的方法。

7、在这种方法中，我们通过多种具有多氟尾链有机小分子辅助的方法，在气／液界面，液／液界面和固／液界面进行超薄纳米粒子膜组装，并且深入研究了其组装成膜的原理及相关的影响因素。一般来说，金由于其固有的抗腐蚀的特性常被作为一种铸币材料进行使用。这一特性本质上讲是因为金具有十分高的氧化还原电势。除了一些极端情况，块状金也可以被十分容易得溶解外，在一般条件下块状的金单质不易受到氧气等氧化作用的影响并始终保持稳定状态。研究中人们也发现，有腈基等基团存在的情况下，在一些相对温和的条件下也可能实现对这一类高抗氧化性的贵金属物质的氧化。在近几十年间，越

8、来越多的金属溶解体系被人们发现并广泛理解。但所有这些体系中都存在一些相对共性的特点。要么它们需要借助于高强度的氧化剂、高效的配体作用以及紫外光激发等，要么多种条件共同作用，对贵金属单质的分解。本论文第四章报导了一种在室温条件下，温和有效的刻蚀金纳米