2019年量子点和自组装.ppt

表面能决定纤锌矿纳米棒生长 PbS 纳米晶的形貌控制 表面活性剂作用于不同晶面 生长动力学和热力学 单体浓度 生长温度 微乳液法 微乳液：在表面活性剂作用下由水滴在油中 （ W/O ），或油滴在水中（ O/W ）中形成的一种 透明的热力学稳定的溶胀胶束。 微乳液法 微乳液通常是由表面活性剂、助表面活性剂 ( 通 常为醇类 ) 、油类 ( 通常为碳氢化合物 ) 组成的透 明的、各向同性的热力学稳定体系。 微乳状液三种结构示意图 ? 水相 ? 油相（长链烷烃） ? 表面活性剂 ? 助表面活性剂（长链醇） 表面活性剂的堆积参数 Ns=Vc / L c σ A Ns 1/3 ， 球形胶束 1/3 Ns ? ， 非球形胶束 1/2 Ns 1 ， 囊泡或层状结构 1 Ns ， 反相胶束 水－油－表面活性剂三元相图 微乳液的制备方法 ? Schulman 法：将烃、水、乳化液混合均匀，向 其中滴加醇使混合液突然变得透明； ? Shah 法：将烃、醇、乳化剂混合均匀，向其中 滴加水至系统变得透明。 ? 两性分子：尾部基团间的疏水性作用；头部基团的 亲水作用或静电作用。 表面活性剂 ? 表面活性剂分类 ? 阳离子表面活性剂： 长链的氨基和氨基盐 ? 阴离子表面活性剂： 羧酸盐、硫酸盐、磷酸盐 ? 两性离子表面活性剂： 头部基团既有正电基团又有负电基团的 分子 ? 非离子表面活性剂： 聚氧乙烯醚、 Twen 、 Span ? 表面活性剂最重要的特点：头部基团的电性、链长、头部基 团的尺寸。 ? 影响表面活性剂活性的因素： pH 、离子强度、相反离子 ? pH7: 长链氨基带正电； ? pH 7: 长链氨基不带电，失活 ; ? 四价铵盐在所有的 pH 范围均带电，保持活性 。 表面活性剂的性质 阳离子表活剂 ? pH7: 通常显示负电性； ? pH7: 不带电，失活性。 阴离子表面活性剂 ? 相反离子的存在能迅速中和头部基团的电荷，甚至导 致表面活性剂沉淀。 非离子表面活性剂 ? pH7, 优，相反电荷或溶剂不影响其活性。 反胶束合成纳米材料 ? 混合微乳液法 ? 微乳液加入还原剂 ? 微乳液通入气体 阳离子的可溶盐 气泡穿过微乳液 形成氢氧化物 或氧化物沉淀 ? 纳米结构指的是以纳米尺度的物质单元为 基础，按一定规律构筑或营造一种新的体 系，它包括一维、二维、三维体系。这些 物质单元包括纳米微粒、稳定的团簇、纳 米管、纳米棒、纳米丝以及纳米尺寸的孔 洞等。 ? 构筑纳米结构的过程就是我们通常所说的 纳米结构的组装。 3. 自组装纳米结构 纳米结构体系特性与意义 ? 从基础研究的角度来说，纳米结构出现的新现象、新 规律有利于人们进一步建立新原理，这为构筑纳米材 料体系的理论框架奠定基础． ? 从性能与应用的角度来看，由于纳米结构既具有纳米 微粒的特征，又存在由纳米结构组合引起的新的效应， 如量子耦合效应和协同效应等。所以纳米结构实际上 综合了物质本征特性、纳米尺度效应、组合引起的新 功能等多项效应，可能具有一般纳米材料所不具备的 特殊性能。 ? 其次，这种纳米结构体系很容易通过外场 ( 电、磁、光 ) 实现对其性能的控制，这就是功能纳米电子器件的设 计基础． 自然界的自组装 图 7 趋磁性细菌体内的纳米指南针 纳米结构组装体系大致分为两类： 1 、 人工 纳米结构组装体系； 2 、纳米结构 自组装 体系和 分子自组装 体系。 人工 组装 ? 人工纳米结构组装体系是按人类的意志 , 利用物理和化学的方法 , 人工地将纳米 尺度的物质单元组装、排列构成一维、 二维和三维纳米结构体系。 ? 装配工具是近年来才发展起来的扫描探针 显微镜（ Scanning Probe Microscopes ） SPM 等仪器。 ? 总体上来说，人工纳米结构组装尽管已经 取得了一些成果，但因为仪器所限，大规 模、高效率、低成本的直接组装方法仍远 未实现。 第五章 量子点和自组装 个人简历 : 92.09 - 96.07 北京理工大学化工与材料学院高分子系 , 工学学士