PDF《杨阳北京化工大学_杨阳》

通过水滑石层板与层间分子的相互作用,探索水滑石限域作用的强度和 范围.利用水滑石层间离子种类的可调性,插层环境敏感的阴离子,通过观察原位 反应的过程揭露层间孔道的限域选择性.本课题计划通过上的述研究,进一步探索 水滑石的基础性能,系统的研究微环境对层间客体的影响,增加其作为纳米反应器 应用领域的普适性理论. (2) 主要研究内容 1) 探索水滑石微环境对层间分子的影响 a) 利用水滑石层间离子种类可调性,插层不同酸碱指示剂,通过改变主体环境 pH 值观察层间离子颜色的变化,以此反映水滑石微环境对于层间离子结构的影响.从 客体分子的结构、性质出发,推导出水滑石微环境的具体作用范围和作用机理,为 进一步研究层间离子稳定性奠定基础;

b) 通过改变水滑石主体层板的金属离子种类及比例,创造不同的层间微环境,对比 阴离子颜色变化的范围和强度反映层板金属元素的结构、性质,得出水滑石层板结 构决定层间微环境的普适性理论;

c) 通过对水滑石层板的改性,限制或清除层板上的游离羟基以阻止其电离入溶液主 体,创造出主体环境近于中性的条件,再观察层间离子的变化,直观反映出层间微 环境的状态. d) 基于以上研究得出的理论,插层可被碱催化或与碱反应的有机阴离子进行原位限 域反应,得到水滑石作为纳米反应器的详细性质. 2) 探索水滑石层间原位反应对主客体相互作用的影响 a) 利用水滑石层间离子种类可调性,插层不同金属配合物阴离子,通过原位限域聚 合反应观察主客体竞争作用.以XRD、HRTEM 等检测方法观察水滑石堆叠状态的 变化,进而得出层间聚合反应程度.分析层间分子结构状态判断出主客体竞争作用 位点,以此研究主体对客体的限域作用强度及范围;

b) 利用水滑石层间离子种类可调性,插层不同可络合金属的阴离子,通过原位络合 反应观察水滑石层间孔道的选择性和扩散限制性.结合动力学与计算化学的知识进 一步建立层间扩散限制与选择性反应之间的平衡,深刻理解水滑石纳米反应器的优 势;

c) 利用水滑石层间离子种类可调性,插层不同结合水的阴离子,通过加热改变阴离 子结晶水的数量来研究限域状态下离子结构或价态的变化,以实验来证明水滑石层 间对水分子的固定作用. 3) 探索利用水滑石作为模板合成二维纳米材料 a) 在系统研究主客体相互作用后,根据水滑石主体层板的环境限制,找到合适的客 体分子,利用限域效应原位合成二维纳米材料,再通过酸解层板等方法得到无基底 连接的二维纳米材料;

b) 详细分析所得二维材料的结构,对比该材料无取向生长的结构既可以寻找出二维 结构特有的化学活性位点,也可以以此探索材料中的原子排布;

对比该无取向材料 的性能,研究二维材料的特殊性质;

c) 利用二维材料的高比表面或更多的活性反应位点对其表面进行修饰,接枝功能性 原子、分子或聚合物,改良原材料的功能缺陷或提升其原有性能,发展新型功能材 料;

d) 将所得二维纳米材料充分分散,通过沉积、电诱导等作用将其组装成较大平面, 利用材料本身性质作功能性吸附薄膜或者变色薄膜,或进一步进行表面刻蚀制备化 学功能器件. 报考导师推荐意

一、对考生科研成果、科研能力、培养潜质、综合素质等方面的评价: 该考生在读研期间工作认真,勤于学习,进一步巩固提高了本专业方面的理论 水平,具有较高的理论水平和科研工作能力.有较强的逻辑推理能力,并能够潜心 思考、积极探索,可以解决科研工作中的常见问题.在研究生期间参与了国家