PDF《超分子模板法合成具有复杂形态的无机材料》

102 十烷基二膦酸(DBPA ) 的水溶液中得到一个膦酸锆三层膜M UD 2Zr2 DBPA.在此三层膜上生长的 磷酸锌分子筛 90% 以上都是(111) 晶面取向成核生长的.

112 类脂管模板 通过使用预先形成且在无机物矿化过程中不再发生变化的形状化的模板可以将单分子膜的二 维有序化结构扩展到三维, 因而可获得更为复杂的无机形态. 一些类脂化合物可自组合生成各向异 性的具有高轴径比的类脂管. 这些自组合管状结构一方面含有功能基团可促进选位成核, 另一方面 具有特定形态可供给材料复制. A rchibald 等人利用圆柱状的半乳糖脑苷脂自组合体制备出了氧化铁表面包覆的圆柱体 (图图1类脂管模板法合成圆柱状有机2无机复合体的示意图 1) [7 ] .将少量阴离子型的硫酸化的半乳糖脑苷 脂掺杂到不带电的半乳糖脑苷脂管状组合体中 可以显著提高成核的专一性, 从而可制得 Χ

2 FeOOH 表面包覆的圆柱状有机2无机复合体. 这些彼此分离的圆柱通常是长几微米而直径仅 有30 ~ 50nm.它们都能稳定存在, 并能承受进 一步的化学反应, 例如在氮气保护下与 Fe ( ) 进行原位反应可转变为 Fe3O

4 表面包覆的磁性 纤维. 最近,Burkett 等人还利用人工合成的类脂 形成的空管状自组合体制得了A u 颗粒的螺线状排列体[8 ] .这种空管具有一种内在的螺旋结构, 如 同螺线形卷曲的带子.这个螺线形带子上的特定功能团具有还原A u ( ) 的能力, 构成了A u 的成 核位, 从而导致了最终A u 颗粒在类脂管表面的螺线状排列.这一结果表明利用超分子组合体内有 序排列的反应中心经模板复制可制得花样化的三维的无机物排列体.

113 预组织液晶模板 上述两种模板都可以得到复制的无机形态, 但相对说来仍是较为简单的, 而更复杂的无机形态 则要求在三维空间扩展的预组织模板, 如液晶. 最近A ttard 等人报道了利用非离子表面活性剂液晶作为稳定的预组织模板来合成中孔二氧 化硅的研究结果[9 ] . 他们将硅酸四甲酯(TM O S) 加入到酸性的C12H

25 (OC2H 4) 8OH (简写C12EO 8, 下同) 六角液晶相中在室温下水解 18h, 然后于 350℃加热除去有机模板即可得到六角液晶状的中孔 二氧化硅(图2).研究还发现此合成过程中液晶模板是相对稳定的.当使用由C16EO

8 形成的立方 或层状液晶相时, 所生成二氧化硅也具有相应的介晶结构. 液晶模板还可用于非氧化物纳米复合材料的转录合成, 例如基于 CdS 和CdSe 的半导体2有机 物超晶格已由B raun 等人通过使用非离子表面活性剂液晶模板而制备出来[10 ] . 他们往掺杂了Cd 2+ ・

2 ・ 化学通报

1997 年第5期?1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. 图2预组织液晶模板法合成中孔二氧化硅的示意图 的C18 EO

10 六角液晶相中通入 H 2S 气体即可沉淀出具有相应的对称性 和周期性的 CdS 超晶格, 而液晶相 的性质在合成过程中始终未变. 这里 Cd 2+ 与两亲分子的相互作用导致 Cd 2+ 只存在于六方堆积的两亲分子 柱体的极性基层中, 因而 CdS 沉淀 时只沉淀于极性基层并将两亲分子 的极性基包埋起来, 两亲分子非极性基则聚集在柱体的中央. 最终产物相当于有机物分子水平地分 散于半导体晶格中而形成的一种复合固体, 预期将产生新颖的电学和化学性能.