Au表面上分子自组装及其防护性能研究

1、 东南大学硕士学位论文au表面上分子自组装及其防护性能姓名：王怡红申请学位级别：硕士专业：应用化学指导教师：刘举正;顾宁20010801 东南人学坝学化沦艾腐蚀现象广泛存在子金僖材料中，是当今渺界面临的一个非常严峻的问题。自纽装单分子层琒：其潜在的应用价值，是近荒昀慈蛐矶嗔煊蜓哐芯康娜鹊憧翁狻越玈用于降低金属腐蚀速度进行了表征作用极其对金属的防腐性方面的信息 瑆 猵 琓 甌：琣琣 ， 第一章绪论精南仪器仪挺等设备的制造中。自组装，能有效阻隔介质对金的研究现状 氧化聚乙烯片及喷锚薄片基底浸入十八烷肇二氯硅烷，的有动了自组装这一领域的发展。到目前为止，已发展了多干嘈偷牡謋向组装膜，如：醇和胺在铂表

2、血、有机硅烷在经基化表面、硫醇、硫化物在金、银、铜表面、脂肪酸在会属氧化物表面、磷脂存金属磷酸甜表嘶、异硫氰在铂表面等。人们逐渐认剑通过单分隳宰樽把芯浚痜悄茉诜謋水平加渊对界嘶成，进行不同分子器件的组装，如传感器、仿，膜、防护膜、改变表面润湿性等、；金属氧化物类有、：半导体类柯；另外还有如、云母类等。组装分子尾基官能团也多种多样，如、一装分子的键能，与基底的匹配等。这些表面活性基刚同时叮以与其它分了作 子，但由于长链分子之间较大的范德华力，自助二组装分子层的有序排列，长链烃摧结构常作为单分子层超分槌傻牧闯灶ü囟謋结构肇团束设在诸多的自组装分笾校昊蚍謋缡璐肌蚧铩曜吩类化合是因为化学上的

3、惰性，表面易褰啵阂约坝蓃宵机硫和硒化合物对过渡金属卧、等矶昵康奈萘蚧衔如硫醇，二硫化合物，硫醚等階饶芊铝蟹从篟瓵，这重要的作用，这与组装溶液中表面形成缺陷肟自亍南妆馈璉认为易于得到紧密排列、高度有序的乖分了膜。含硫化合物在砻嫘纬蒘日辔证实了卜烷基硫醇币分了膜以压暗男问接階的晶格相匹配，办 不锈锏等撼逃嗍舴阑奶剿鞅馈”鰂撼暇腏乩题。护方面的新的方向”。会、银等贵金属常作为精密仪器的镀层，右的超薄膜，不会影响被组装表面的大部分性质。对于会、银表面的防腐问题。本文作如下设想：装结果移植至表而。面在波导营内所以紫外线因素可忽略。 问大的范德华力及分了的柔韧性，会增加膜层分子组装的肯序性，酰胺官能团中的

4、表征。用电化学方法艏叻贫吆妥杩共饬糠定量获得了 东讶搜覫“学位论史第二章整表面的制作化学镀的力法，沉积一层，作为膜新的支撑，再将原支撑剁离，得到剥离构筑叮重复奶旒侍庠谟诰哂腥嗣孀鈡原考丁痳整的破组装金属表的硅氧四面体层呈六方格状分布，八血体层火在，问，将阿层四面体连接起来，四面体层面体层的比例为簂。云母族矿物具有极为完全的解离，结晶等报道。“的用环氧树脂胶及陶瓷胶涂敷于硅片上，再将云母一的自由面贴窘二 药品、仪器药品：云母、硅片琍、六水合硫酸镍，无水氯化钠镀的为好。 假阴极，使通过基片的电流密度尽可能地小，并有效防止接通电路时的电流冲度镍镀层苷帕跋。间的附着力。 图颇福瓵鍭彤貌图 唬芯咳衔#试

5、符改，一溅射镍黔代镀镍的山法，叫：先真，溅射层适、厚度的镍层的方 尔南人竿坝化沦殳第二章酰胺分子的合成及表征分子的合成¨··一一 分子的表征采用熔点测定法、吸收红外光谱法、元素分析试剂荆珹，皇江棼杌饭，一十八胺 试剂珹，碳酸钠d暇灾啤珹仪器秃殴舱褚牵琓懈为内标；型微分析仪。合成实验步骤：将野芳癛一十八胺簕芙庠趌的氯烷一？寥雐领瓶，浴，室温涟柚寥芤褐杏邪咨ü烫宄鱿郑觃二氯乙炕至溶液澄清，混合液用碳三乙胺土虼宜诒谢旌希旌弦涸诮涟分，芤航恚瘟羮：述混合液中，搅拌至层用无水硫酸镁干燥，溶剂真空蒸发，所得浅黄色固体用硅胶村色谱分离。乙酸 其他化合物类似办法合成，并

6、化合物熔见表：一号綜。篘：慌綜篘二图：。，红外谱图 东南人学倾学位论史；红外谱图 东南人学埘学位论义图 篱：吖如麓器。；。萨雪。，红外谱图 东南人学倾卜位论史 侄銎耽剑乎返腸籰仃部分烈键的一叶质成川的缔酰胺带。何u種是游离态还是缔合念鱿衷 ！谱图红外归属见下表产物一的±玥归属拍嗷饔米槠荡 采心核磁共振分析仪化合物；一摹子娜鏿：一：高位区 。：； 化合物的元素分析簕由此可确定化合物的组成，所合成化台物为日桕、化和物。结论 东南人学坝位论迎第四章单分子层自组装及其表征袁征手段为：接触角测量、俄歇电芮狈治和反射红外光谱分析甀有序。长链分子由于大的涑赡俣纫1榷塘捶諪快。溶液的浓度越子组装需要

7、。定的组装时间。 墨塑苎兰堡苎兰兰堕兰一砍龀诎磺“垫点警组装溶液的浓度、溶剂的·阽质、温度等对璺【装膜的质量均自影响。对二硫，肆虼进口榛·巯基己酰股系组装溶液配制基底预处理在硅片上真空溅射一层约的金膜作为进行分子自约，超纯水清洗，超卢处理后，氮气吹，保存氮气氛中备会甫极预处理 东南人学坝学位论盘中的氧化还原蔚缌魑徊钣州。图铣煞肿拥腟示意图 东南人学蝴学位论文液界哂在的切线之幕鸾恰缤图接触角示意图。本论文所合成的分不<谆玺凶宰樽暗謋膜均匀有，相对湿度为一条件下测定。 篐：，狢w樽拔露任樽笆奔湮所测接触角 东南人学坝学位论殳亩硇5缱幽芷追治幽桓槲菀一巯基己酰胺幽恢故榛一巯

8、基乙酰胺 查塑叁兰：主些丝兰恢故丝换筑基已酰胺“蚓 ；恢共钒丝淮砸筑垡己酰胺刹图为、疉腁图，图中处为元的增加，的百分含量增加，的百分含量减少。此可描述为：会表面凹凸 东讶搜鉏学位呛卫谱图，图o嘤镏释干浜焱夤馄淄肌冉贤和图，若反射谱图中。处的焖跆舳騆叮说叫键，使狧消失。此町证明陔体系组装过程不是一个简单的物理吸附。的谱幽 东南人学倾位论文蚓腡谱剀结论 循环伏安法循环伏安法是电化学最常用的方法之。对于可逆体系，循环伏安法具以卜特征闕：峰电流值痭表示阳极反应，一表示阴极反应雞和无关。对一定的溶修饰电极拇笮。苫竦肧的覆盖程度、对溶液中电活性物质传递的阻碍作 考奥憬鸬缙沧魑猍作组装的谍金电极的循环伏安响

9、府修饰电极的循环伏安响鹰图：修饰电极的循环伏安响麻修饰电极的循环伏安响鹿】溶液中扫描次数分别为次的循环伏安煊冉贤和图钟忻飨圆煌膇响应：在还原峰电位下，修饰电极未出现电流 的，即这些小的还原电流表现的是扩散层中必须维持的定量的反应物。另，方较各图的担謎随着分子链长的增加丽降低。表明链长增加，膜防护性能修饰电极的阻抗测量：电化学交流阻抗技术是。种敏感的检测手段，己广泛应用亍二电极表面修饰层容及发生氧化还原反应时因电荷迁移和物质扩散而产尘的法拉第阻抗进行 东南人学倾卜学位论艾不同反应模型下的法拉第阻抗轨迹十散纠痶海籭毫气“一一，一、 实验部分：结果讨论：裸金电极及修饰考玭：氧化还原溶液体系图憬鹱。一

10、溶液中的阻抗轨迹 幽在广“溶液中的阻抗轨迹毛 昌毛瓹、：蚓裸金、”阻抗行为叠加斟 幽襟金、疉淖杩剐形1硐治刂疲鍴极与探针分子之间的电子传递被膜阻化。反应变得困难，阻隔阻力增大。 第人章修饰电极的腐蚀性能测试微极化时极化电位与极化电流成线性关系的线性极化区；强极化时极化电位与极弱极化区。 东南人学倾卜位沧史膜而被钝化。钝化区电势范荆旱凇6龌罨蚍卜在约速度有关，扫描速度较小时由此，对于用奘蔚牡缂笛橹薪缥簧璺锻范冢范裸会电极及修饰电极卜的阳极极化行为：在电位为一一十范围内，得到不同浓度下各修饰电极的阳极极化曲线如 查塑查竺：兰丝鎏兰一一一一靇；，一縥一；孽 东南人学坝学垃论卫冀；：篡 东南人学坝学位

11、论史图为裸金电板线性扫描曲线，图中、硎尽籭种溶液浓浓度溶液中的撸星吖獾缌鞣涑鱿帧冉贤至图可发现，各浓度下不电极的最大维钝电流及相应腐蚀速率计算值见表籰和表各浓度下同电极的最大维钝电流值表 东南人学烦卜学位论义一物质的化学当量丧各浓度吖准氖世橱蚀速；缸汁算值幽髋萺不同电极的相应腐蚀速率杵形幽 由上图可看出，幕菏葱孀樽胺謋链长的增长而增加。以分子电极的塔菲尔曲线 东南人学卜位论义化到塔乖尔区时，会属电极的表面状念会发乍变化，这样会带来较火的方法误幽粮雠萺未修饰电极的极化曲线 东南人学坝学位睑殳量修饰】乜极的极化曲线莹 瓹修饰电极的极化曲线 幽雠修饰极的极化曲线加，正移，表明组装膜是阳极抑制删的：比

12、较图屯阴阳两极 啪啪川堋： 电极溶液界面的阻抗规迹出。若增大，表明反应阻力增人，十廿戍将减小。号，频率范围为：。图啊为不同电极在同一腐蚀溶液中的阻抗轨迹。如¨“¨” 查塑叁兰：兰丝堕苎琹溶液中不同电极的阻抗轨迹甪溶液中不同电极的阻抗轨迹 求喝搜：学位论史互匙溶液中不同布膍抗轨迹 东南人学顺学位论文图中，、分别为裸会、奘蝦乜橄的阻抗轨迹。山阻抗轨将组装金片和来组装金片浸入的溶液中，墩出用超纯水、公司产品，测试条件：室温大气环境图屯分别为奘伪砻娴木础淳吹腁浸蚀 未浸蚀奘伪砻娴腁图较谱线的强度和元素组成，术发现有变化。图葱奘伪砻娼碅图 比较上述洌治葱奘闻蛔春蠛胃窗吆踗现，修饰表向术见仃斑痕出现。结论：覆盖有慕鹋桑春笸鵄图上尤明显腐蚀发生。 步反应合成了榛筑基乙酰股、皇榛一疏基