Синтез нанослоев гибридных органических и неорганических соединений методами ионного, ионно-коллоидного наслаивания. (Лекция 12)

Август 2, 2022

Главная
Физика
Синтез нанослоев гибридных органических и неорганических соединений методами ионного, ионно-коллоидного наслаивания. (Лекция 12)

Содержание

2. ПОЛИЭЛЕКТРОЛИТЫ - ЭТО ОРГАНИЧЕСКИЕ ПОЛИМЕРЫ С МОЛ. ВЕСОМ ~ 10000 - 500000, ИМЕЮЩИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ГРУППЫ, НЕСУЩИЕ
3. В данной лекции будет рассмотрен синтез слоев, состоящих из: - КАТИОНОВ И АНИОНОВ П/Э, - ИОНОВ
4. ПРИМЕРЫ СТРОЕНИЯ МОЛЕКУЛ ПОЛИЭЛЕКТРОЛИТОВ
5. H.Decher (1991 г.) показал, что при попеременной и последовательной обработке подложки по методике ИН растворами полиэлектролитов
6. Изменение частоты кварцевого резонатора, используемого в качестве подложки в процессе синтеза слоя п/э Влияние ионной силы
7. При синтезе нанослоев с участием молекул п/э образование слоя может происходить в результате адсорбции с участием:
8. СИНТЕЗ СЛОЕВ С УЧАСТИЕМ ВОДОРОДНЫХ СВЯЗЕЙ МЕЖДУ МОЛЕКУЛАМИ П/Э PAA – polyacrylic acid PEO – polyethylene
9. ПРИМЕР СИНТЕЗА СЛОЯ, СОСТОЯЩЕГО ИЗ Poly(4-vinylpyridine) и Poly(4-vinylphenola) АСМ изображение слоя Данный слой образован за счет
10. СИНТЕЗ С УЧАСТИЕМ ДОНОРНО-АКЦЕПТОРНЫХ СВЯЗЕЙ С ПЕРЕНОСОМ ЗАРЯДА Схема образования слоя
11. СИНТЕЗ МУЛЬТИСЛОЯ ЗА СЧЕТ КООРДИНАЦИИ КАТИОНОВ МОЛЕКУЛАМИ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ И ПОЛИЭЛЕКТРОЛИТАМИ Схема строения синтезированного слоя Послойный
12. СИНТЕЗ СЛОЕВ ПУТЕМ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЙ АДСОРБЦИИ КАТИОНОВ СЕРЕБРА В СМЕСИ С PEI И АНИОНОВ PAA Jinhua Dai,
13. СИНТЕЗ СЛОЕВ ПУТЕМ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЙ АДСОРБЦИИ КАТИОНОВ П/Э И АНИОНОВ ГЕТЕРОПОЛИКИСЛОТЫ Схема строения полученного соединения Спектр пропускания
14. Изменение чувствительности биосенсора к 1,0 mM раствору глюкозы в зависимости от рН ее раствора Мультислой PDDA/PSS-PB-GOx
15. ПРИМЕРЫ СИНТЕЗА СЛОЕВ, СОСТОЯЩИХ ИЗ П/Э И ПРОТЕИНОВ
16. Схема синтеза слоя Au - PAH/PSS Модель строения слоя АСМ изображения слоев, синтезированных из коллоидных растворов
17. Синтез слоя палладиевого катализатора на поверхности носителя Al2O3 П/Э - PAA-PEI, слой получен после 7 циклов
18. СИНТЕЗ СЛОЕВ ПУТЕМ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЙ АДСОРБЦИИ КАТИОНОВ PAH И КОЛЛОИДНЫХ ЧАСТИЦ CdS-SO3-, АНИОНОВ PSS И КАТИОНОВ CdS-NH3+
19. Схема строения коллоидных частиц CdS АСМ изображение поверхности полученных слоев ИЗМЕНЕНИЕ СМАЧИВАЕМОСТИ ПОВЕРХНОСТИ ПОДЛОЖЕК ПРИ СИНТЕЗЕ
20. АСМ изображение слоя PSS/TiO2 Два маршрута синтеза слоев, содержащих наночастицы TiO2 Исходный колл. раствор TiO2
21. СИНТЕЗ СЛОЯ, СОСТОЯЩЕГО ИЗ ПОЛИАНИЛИНА И КОЛЛОИДНЫХ ЧАСТИЦ ОКСИДА ВАНАДИЯ (V) Схема строения синтезированного слоя Молекулы
22. СИНТЕЗ СЛОЯ, СОСТОЯЩЕГО ИЗ PSS/PDDA И МОНОКРИСТАЛЛОВ ЦЕОЛИТА Как следует из изображения, полученного методом СЭМ, после
23. ПРИГОТОВЛЕНИЕ КОЛЛОИДНЫХ РАСТВОРОВ, СОСТОЯЩИХ ИЗ НАНОПЛОСКОСТЕЙ СЛОИСТЫХ ДВОЙНЫХ ГИДРОКСИДОВ (СДГ) Схема строения СДГ Фотография химического стакана
24. СИНТЕЗ СЛОЯ, СОСТОЯЩЕГО ИЗ НАНОПЛОСКОСТЕЙ H0.13MnO2.0,7H2O и PDDA Фотография исходной (а) и обработанной растворами H0.13MnO2.0,7H2O и
25. СИНТЕЗ СЛОЕВ, СОСТОЯЩИХ ИЗ П/Э И УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК Слой, состоящий из одностенной углеродной нанотрубки-PSS и DR
27. Скачать презентацию

Слайд 2

ПОЛИЭЛЕКТРОЛИТЫ - ЭТО ОРГАНИЧЕСКИЕ ПОЛИМЕРЫ С МОЛ. ВЕСОМ ~ 10000 -

500000, ИМЕЮЩИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ГРУППЫ, НЕСУЩИЕ ЗАРЯД. БЛАГОДАРЯ ЭТОМУ ДАННЫЕ ВЕЩЕСТВА РАСТВОРИМЫ В ВОДЕ

Слайд 3

В данной лекции будет рассмотрен
синтез слоев, состоящих из:
- КАТИОНОВ

И АНИОНОВ П/Э,
- ИОНОВ П/Э И ОРГ. ВЕЩЕСТВ,
- ИОНОВ НЕОРГ. ВЕЩЕСТВ И П/Э,
- КОЛЛОИДНЫХ ЧАСТИЦ И П/Э,
- НАНОТРУБОК И П/Э.

Слайд 4

ПРИМЕРЫ СТРОЕНИЯ МОЛЕКУЛ ПОЛИЭЛЕКТРОЛИТОВ

Слайд 5

H.Decher (1991 г.) показал, что при попеременной и последовательной обработке подложки

по методике ИН растворами полиэлектролитов в катионной и анионной формах с промежуточным удалением избытка реагентов промывкой растворителем и просушкой образца на воздухе на поверхности образуется слой органического вещества.

Pol-Pol+ является труднорастворимым веществом

Слайд 6

Изменение частоты кварцевого резонатора, используемого в качестве подложки в процессе синтеза

слоя п/э

Влияние ионной силы раствора на кинетику адсорбции п/э
1- слой PDDA-PSS получен в чистой воде, pH=6,5,
2- 0,5М растворе NaCl и PDDA, 3 - 0,5М растворе NaCl PDDA и PSS

Влияние времени обработки

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ОБРАБОТОК ПОДЛОЖКИ ПРИ СИНТЕЗЕ СЛОЯ П/Э

1-2. Обработка подложки, имеющей в растворе положительный заряд в анион- содержащем растворе п/э и ее промывка растворителем,
3-4. Обработка в катион- содержащем растворе п/э и ее промывка растворителем.

Слайд 7

При синтезе нанослоев с участием молекул п/э образование слоя может происходить

в результате адсорбции с участием:
- электростатических взаимодействий между противоположно заряженными ионами,
- водородных связей,
- донорно-акцепторных связей,
- ковалентных связей.

Слайд 8

СИНТЕЗ СЛОЕВ С УЧАСТИЕМ ВОДОРОДНЫХ СВЯЗЕЙ МЕЖДУ МОЛЕКУЛАМИ П/Э
PAA –

polyacrylic acid PEO – polyethylene oxide
PMАA – polymethacrylic acid PVPON - polyvinilpyrrolidone

Донор Акцептор Оптим. рН

Слайд 9

ПРИМЕР СИНТЕЗА СЛОЯ, СОСТОЯЩЕГО ИЗ
Poly(4-vinylpyridine) и Poly(4-vinylphenola)
АСМ изображение слоя

Данный слой образован за счет возникновения водородных связей между молекулами п/э

Слайд 10

СИНТЕЗ С УЧАСТИЕМ ДОНОРНО-АКЦЕПТОРНЫХ СВЯЗЕЙ С ПЕРЕНОСОМ ЗАРЯДА
Схема образования слоя

Слайд 11

СИНТЕЗ МУЛЬТИСЛОЯ ЗА СЧЕТ КООРДИНАЦИИ КАТИОНОВ МОЛЕКУЛАМИ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ И ПОЛИЭЛЕКТРОЛИТАМИ

Схема строения синтезированного слоя

Послойный синтез с участием молекул п/э открывает новые возможности создания своеобразных “гибридных” веществ, содержащих как органические, так и неорганические вещества, в том числе катионы и коллоидные частицы.

Слайд 12

СИНТЕЗ СЛОЕВ ПУТЕМ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЙ АДСОРБЦИИ КАТИОНОВ СЕРЕБРА В СМЕСИ С PEI

И АНИОНОВ PAA

Jinhua Dai, Merlin L. Bruening и др., Nanoletters, 2002, V.2, 5, p.497

Слайд 13

СИНТЕЗ СЛОЕВ ПУТЕМ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЙ АДСОРБЦИИ КАТИОНОВ П/Э И АНИОНОВ ГЕТЕРОПОЛИКИСЛОТЫ
Схема

строения полученного соединения

Спектр пропускания слоя H4SiMo12O40-PDDA

Слайд 14

Изменение чувствительности биосенсора к 1,0 mM раствору глюкозы в зависимости от

рН ее раствора

Мультислой PDDA/PSS-PB-GOx как сенсор на глюкозу

PB – Fe7(CN)18(H2O)x x=14-16,
Gox - глюкоза оксидаза

Слайд 15

ПРИМЕРЫ СИНТЕЗА СЛОЕВ, СОСТОЯЩИХ ИЗ П/Э И ПРОТЕИНОВ

Слайд 16

Схема синтеза слоя Au - PAH/PSS
Модель строения слоя
АСМ изображения слоев, синтезированных

из коллоидных растворов Au различной концентрации, a) 1,5.10-10, b) 1,5.10-9, c) 1,5.10-8 М.

dAu = 13 нм

Слайд 17

Синтез слоя палладиевого катализатора на поверхности носителя Al2O3
П/Э - PAA-PEI, слой

получен после 7 циклов наслаивания

ТЭМ изображение

Схема строения слоя наночастиц Pd на поверхности носителя оксида алюминия

Слайд 18

СИНТЕЗ СЛОЕВ ПУТЕМ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЙ АДСОРБЦИИ КАТИОНОВ PAH И КОЛЛОИДНЫХ ЧАСТИЦ CdS-SO3-,

АНИОНОВ PSS И КАТИОНОВ CdS-NH3+

АСМ изображения синтезированных слоев

Слайд 19

Схема строения коллоидных частиц CdS
АСМ изображение поверхности полученных слоев
ИЗМЕНЕНИЕ СМАЧИВАЕМОСТИ ПОВЕРХНОСТИ

ПОДЛОЖЕК ПРИ СИНТЕЗЕ СЛОЕВ CdS-П/Э

Как установлено, угол смачиваемости поверхности подложки с синтезированным слоем зависит от состава соединений, которые были синтезированы на последней стадии каждого цикла обработки.

Слайд 20

АСМ изображение
слоя PSS/TiO2
Два маршрута синтеза слоев, содержащих наночастицы TiO2
Исходный колл.

раствор TiO2

Слайд 21

СИНТЕЗ СЛОЯ, СОСТОЯЩЕГО ИЗ ПОЛИАНИЛИНА И КОЛЛОИДНЫХ ЧАСТИЦ ОКСИДА ВАНАДИЯ (V)
Схема

строения синтезированного слоя

Молекулы полианилина из-за взаимодействия с протонами имеют положительный заряд, а коллоидные частицы V2O5 - отрицательный

Слайд 22

СИНТЕЗ СЛОЯ, СОСТОЯЩЕГО ИЗ PSS/PDDA И МОНОКРИСТАЛЛОВ ЦЕОЛИТА
Как следует из

изображения, полученного методом СЭМ, после каждого цикла обработки на поверхности образуется слой, состоящий из макромолекул п/э и планарных кристаллов цеолита

Слайд 23

ПРИГОТОВЛЕНИЕ КОЛЛОИДНЫХ РАСТВОРОВ, СОСТОЯЩИХ ИЗ НАНОПЛОСКОСТЕЙ СЛОИСТЫХ ДВОЙНЫХ ГИДРОКСИДОВ (СДГ)
Схема строения

СДГ

Фотография химического стакана с коллоидным раствором Co-Al- СДГ

Одним из наиболее эффективных способов приготовления коллоидных растворов СДГ является длительная, в течение нескольких суток, обработка суспензии СДГ в растворе формамида. При такой обработке молекулы формамида внедряются между плоскостями СДГ и кристалл “расщепляется” на отдельные наноплоскости.

Слайд 24

СИНТЕЗ СЛОЯ, СОСТОЯЩЕГО ИЗ НАНОПЛОСКОСТЕЙ H0.13MnO2.0,7H2O и PDDA
Фотография исходной (а) и

обработанной растворами H0.13MnO2.0,7H2O и PDDA подложки из стекла. b-f - число циклов обработки соответственно 1, 2, 5, 10 и 30.

Изменение оптической плотности при длине волны света в 380 нм в спектрах пропускания слоев.

Слайд 25

СИНТЕЗ СЛОЕВ, СОСТОЯЩИХ ИЗ П/Э И УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК
Слой, состоящий из

одностенной углеродной нанотрубки-PSS и DR

Слой, состоящий из одностенной углеродной нанотрубки и PDDA

Спектры пропускания слоев. На вставке показано изменение оптич. плотности от числа циклов для длины волны света 380 нм.

Синтез нанослоев гибридных органических и неорганических соединений методами ионного, ионно-коллоидного наслаивания. (Лекция 12)

Содержание

ПОЛИЭЛЕКТРОЛИТЫ - ЭТО ОРГАНИЧЕСКИЕ ПОЛИМЕРЫ С МОЛ. ВЕСОМ ~ 10000 -

В данной лекции будет рассмотрен синтез слоев, состоящих из: - КАТИОНОВ

ПРИМЕРЫ СТРОЕНИЯ МОЛЕКУЛ ПОЛИЭЛЕКТРОЛИТОВ

H.Decher (1991 г.) показал, что при попеременной и последовательной обработке подложки

Изменение частоты кварцевого резонатора, используемого в качестве подложки в процессе синтеза

При синтезе нанослоев с участием молекул п/э образование слоя может происходить

СИНТЕЗ СЛОЕВ С УЧАСТИЕМ ВОДОРОДНЫХ СВЯЗЕЙ МЕЖДУ МОЛЕКУЛАМИ П/ЭPAA –

ПРИМЕР СИНТЕЗА СЛОЯ, СОСТОЯЩЕГО ИЗ Poly(4-vinylpyridine) и Poly(4-vinylphenola) АСМ изображение слоя

СИНТЕЗ С УЧАСТИЕМ ДОНОРНО-АКЦЕПТОРНЫХ СВЯЗЕЙ С ПЕРЕНОСОМ ЗАРЯДАСхема образования слоя

СИНТЕЗ МУЛЬТИСЛОЯ ЗА СЧЕТ КООРДИНАЦИИ КАТИОНОВ МОЛЕКУЛАМИ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ И ПОЛИЭЛЕКТРОЛИТАМИ

СИНТЕЗ СЛОЕВ ПУТЕМ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЙ АДСОРБЦИИ КАТИОНОВ СЕРЕБРА В СМЕСИ С PEI

СИНТЕЗ СЛОЕВ ПУТЕМ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЙ АДСОРБЦИИ КАТИОНОВ П/Э И АНИОНОВ ГЕТЕРОПОЛИКИСЛОТЫ Схема

Изменение чувствительности биосенсора к 1,0 mM раствору глюкозы в зависимости от

ПРИМЕРЫ СИНТЕЗА СЛОЕВ, СОСТОЯЩИХ ИЗ П/Э И ПРОТЕИНОВ

Схема синтеза слоя Au - PAH/PSSМодель строения слояАСМ изображения слоев, синтезированных

Синтез слоя палладиевого катализатора на поверхности носителя Al2O3П/Э - PAA-PEI, слой

СИНТЕЗ СЛОЕВ ПУТЕМ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЙ АДСОРБЦИИ КАТИОНОВ PAH И КОЛЛОИДНЫХ ЧАСТИЦ CdS-SO3-,

Схема строения коллоидных частиц CdSАСМ изображение поверхности полученных слоевИЗМЕНЕНИЕ СМАЧИВАЕМОСТИ ПОВЕРХНОСТИ

АСМ изображение слоя PSS/TiO2Два маршрута синтеза слоев, содержащих наночастицы TiO2Исходный колл.

СИНТЕЗ СЛОЯ, СОСТОЯЩЕГО ИЗ ПОЛИАНИЛИНА И КОЛЛОИДНЫХ ЧАСТИЦ ОКСИДА ВАНАДИЯ (V)Схема

СИНТЕЗ СЛОЯ, СОСТОЯЩЕГО ИЗ PSS/PDDA И МОНОКРИСТАЛЛОВ ЦЕОЛИТА Как следует из

ПРИГОТОВЛЕНИЕ КОЛЛОИДНЫХ РАСТВОРОВ, СОСТОЯЩИХ ИЗ НАНОПЛОСКОСТЕЙ СЛОИСТЫХ ДВОЙНЫХ ГИДРОКСИДОВ (СДГ)Схема строения

СИНТЕЗ СЛОЯ, СОСТОЯЩЕГО ИЗ НАНОПЛОСКОСТЕЙ H0.13MnO2.0,7H2O и PDDAФотография исходной (а) и

СИНТЕЗ СЛОЕВ, СОСТОЯЩИХ ИЗ П/Э И УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК Слой, состоящий из

Похожие презентации