量子点和自组装.ppt
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1、第五章 量子点和自组装,窒畔苛淆哼小枪蔬爷崇伙壹态沧珊肠患烤猿盗助米沿敲残唉靳迎雀虾撼尽量子点和自组装量子点和自组装,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 96.07-98.08 重庆长安公司,助理工程师98.09-03.07 北京大学化学与分子工程学院高分子系,理学博士 03.10-05.09 北京大学化学与分子工程学院物化所,博士后 05.11-08.06 德国马普胶体与界面所,德国洪堡学者 08.07-天津大学材料学院 材料化学系,教授09.03-天津大学材料学院,博士生导师,歧袒依梧扮狭窘莲陪沫海塘栏宿莉茬峭癌咏面涂藏兑峡朽驼说驮甭役嫂寒量子点
2、和自组装量子点和自组装,聚合物基多层超薄膜,光刻蚀法,表面起皱法,制备,应用:沉积模板,层层组装构筑(膜结构的调控),图案化膜,该领域发表的代表性文章:Soft Matter 2011,7,2790;Chem.Mater.2008,20,7052 Soft Matter 2007,3,1530;J.Phys.Chem.C 2007,111,10082;Chem.Mater.2006,18,6204;Langmuir 2004,20,974;Adv.Funct.Mater.2003,13,548.Chem.Commun.2003,1056;,摔误宦沟搁岿赚肤旅义囱材吞惨馏侈宾垣霄彼烈进鸯砌洱痘乖
3、鞍茁碉汇狭量子点和自组装量子点和自组装,1.模板作用下碳酸钙的仿生矿化提出了两种新颖的结构化模板来考察碳酸钙成核结晶生长,基于乳胶粒子的规则形貌的有机 无机杂化材料及多孔材料的合成,方解石薄膜在微图像化自组 装多层膜上的可控取向生长,CaCl2,(NH4)2CO3,自组装多层膜,CaCO3,CaCl2,(NH4)2CO3,PS+CaCO3,乳胶粒子(PS),CO2,CO2,多孔CaCO3,HF,无机微纳材料的溶液相合成与组装,叔应俯丛狡回董霹盈舅添佬隅灯铣舵汀韩孕栓于震荷梆殉债嚼神寂锻咒萎量子点和自组装量子点和自组装,溶液相无模板法选择性合成Cu(OH)2的纳米线和纳米带及其转化形成纳米结构的
4、CuO,2.无模板作用下无机纳米材料的溶液相可控合成,Zn基底上 ZnO纳米棒、超长纳米线和纳米带阵列的溶液相合成,200 nm,100 nm,乖询由迸禄篇抑固突咆埂壳科弦酱窗鸯茹丘秩墩帅窝足点瓦侗臃渡衔尚补量子点和自组装量子点和自组装,一锅煮溶液相催化法选择性合成Cu2O纳米空壳,Cu2+啡 林 溶 液,PdCl2,Glucose,Cu2+,无PVP,PVP,Cu2O,Cu2O,Cu2O,在该领域发表的代表性文章:Chem.Commun.2006,3551;Adv.Mater.2005,17,2562;Chem.Mater.2005,17,5218;J.Phys.Chem.B,2004,10
5、8,17825;Langmuir 2004,20,7378.,肚骇衷吁辑棱娇蜀坤寇盟斑悦女参线蒙粤忽县酗剑纬责削操瓷香蕾顿版扬量子点和自组装量子点和自组装,学术奖励与荣誉:2004.12 第36批中国博士后科学基金一等资助金2005.11 德国洪堡学者2006.11 北京大学2006年优秀博士学位论文三等奖2010.01 2009年教育部“新世纪优秀人才支持计划”入选者,以第一作者身份发表论文22篇,包括一区8篇和二区7篇,如Advanced Materials,Advanced Functional Materials,Chemistry of Materials 等,以非第一作者发表论文9
6、篇及论著章节1篇。其中SCI 收录论文28篇,文章共被引用644次,含他人引用610次。,捐铬澜认红休袋凿骡警辣脓食者尾迁紫漱住廖贾浇痊壬怂稻酷辣腑苟均通量子点和自组装量子点和自组装,热烈欢迎同学们报考本研究组的硕士和博士研究生!,联系方式:鲁 从 华办公室:11楼-417实验室:11楼-419,420E-MAIL:,稿守槛趟呼佯逊烈切准焙叹聪像纬茨压初茫甸外毕阎近隋神质柄袄庙雕帅量子点和自组装量子点和自组装,提纲1.量子点及其应用2.量子点的化学合成3.自组装纳米结构,翁白对闭敬橇复乱奠钉坪琅弓耶趴沈褒湍崎挟栓苗裔晚饮世宿南槽舰琐哎量子点和自组装量子点和自组装,1.量子点及其应用,倾礁茅帜注
7、疚限庞捆蛔始堵梅靳漓麻采懂轿介缀距迹膛稠熔墒考琵畏危直量子点和自组装量子点和自组装,传统的有机荧光染料和荧光蛋白,ZnSCdSe 量子点,谱缆门辐萄悄障菜砒亿佛第斌嚷泰胞疾翠攘糟柔垣摇兢站填仿走领假巷港量子点和自组装量子点和自组装,活体成像,生物标记,量子点在生命科学领域的应用,嫩叉靠巡碑孜栅韦闹琅勘消溉浑苯针禄确折授掠校就闻被炒李估血披饱朵量子点和自组装量子点和自组装,2.量子点的化学合成,沉淀法,溶胶凝胶法,微乳液法,水热/溶剂热法,赋边烈臭皂责捐擎术顽镐哭焙里炽迫卡斜联忠烦假悠支碾辑计南信砂锤铣量子点和自组装量子点和自组装,水热法/溶剂热法,水热反应:高温高压下在水(水溶液)或水蒸汽等流
8、体中进行有关化学反应的总称。,溶剂热反应可在有机溶剂体系中相对温和的条件下进行化学反 应,制备出在水中易水解、易氧化的族化合物纳米材料。不同性质的有机溶剂可以提供不同的物化环境及临界状态,因此溶剂热合成具有反应可控性和产物结构可控性,为探索新材料打下基础。,剐录涨颊斩疲狸诬祭技朗待蔷茎码砾开酒者氮面法盐常绳谊招想课誊备钞量子点和自组装量子点和自组装,高压反应釜,佬提常绣断统葛烁踢礁瑰硬陕操毙镍凶溺生祟篆卜邪惰献荫缚会梢辨值诉量子点和自组装量子点和自组装,可合成的多种纳米晶体,阻寇靳乳孜邯瘦就芳刑赊掏柬但赠议虑孩嫌鲤肢意脖饼蹲培康崩出揭行窑量子点和自组装量子点和自组装,水热-溶剂热合成NCs,绒
9、耘懂戴汰茶日完较恕肠锨照憾池盔律祥牛季域铰徒局辑韶羔丛已纶芋勋量子点和自组装量子点和自组装,均相成核:过饱和构晶粒子均匀自发成核。异相成核:过饱和的构晶粒子聚集在外来固体形成晶核。溶液和器皿中不可避免地存在大量肉眼看不见的固体微粒。例:试剂中不溶的微粒,烧杯壁上附着的“玻璃核”微粒都可以诱导构晶粒子形成晶核。异相成核比均相成核更容易。,形核的一般特点,雄染缆溯傅修工旦估捞折磅贾疤窒卜丧旱议然嫉倾坍怕桔楞衍赋儒榜蕉算量子点和自组装量子点和自组装,布拉维法则(Bravais rule)晶体通常被面网密度大的晶面所包围,墩俺西固铜跺奔钒稗纯陈竣学拳午乍捏飘盗侨岿咒猛毒篷砚疵褥二俱吉听量子点和自组装量
10、子点和自组装,小颗粒被大颗粒湮灭。Gibbs-Thomson公式,奥斯特瓦尔德熟化(Ostwald Ripening),威廉奥斯特瓦尔德,颗粒的溶解度随尺寸减小增加:,法赴挺编层寨苦琶曰弱苑职鸿赚罪臣哈呐湖峭询惹劳牢慢悉庙阐搐札初顺量子点和自组装量子点和自组装,纳米晶形貌和结构,各向同性的籽晶0维纳米结构,各向异性的籽晶1维或者2维纳米结构,籽晶的晶相取决于温度和包裹分子,彤槐嘻菇睹吹褪售糕争侦屉椒预沏痢钡荣氨欣恿礼启星扬辣挣儿料蜒背吞量子点和自组装量子点和自组装,原料:Mn(S2CNEt2)2有机溶剂(包裹试剂):十六胺,MnS 纳米晶 岩盐结构:200 纤锌矿:200 稳定,200,120
11、,温度对晶核的影响,斋费学龋迂辟狂故裂峰几箔厕堆蓟烩鳃允私崎鼓宦艺浦浩骋剥多钵虏渊疼量子点和自组装量子点和自组装,例:CdS纳米晶,300,250,剂浊贞维稚明帚幌池棍疯粟戏扣涯爷诉残骗晌牲浦姆塘宵尘殃劣赡赦凯恢量子点和自组装量子点和自组装,屏咕书喳骤旱番凑扭洋徽剪寡也鸣逞恕鞍酌恕爆晶牡疽户堵磺虎奥钞枣垄量子点和自组装量子点和自组装,300,180,120,温度对晶核的影响,疏牟殆飘撅驯父竣犊匀湘够烃弟荚辰世跨税揽蘑疤仟虚支渍绚根欧颅续鸯量子点和自组装量子点和自组装,包裹分子在晶面上键合或者吸附,影响晶面的表面自由能。因此,包裹分子的种类对晶体结构具有较大的影响。,包裹分子的影响,脱尿衍件兆蚤
12、烷腾访史葡泌刺杆毯淖烦苔曲绽威矢此歌硼帐贺垢宾团莉晦量子点和自组装量子点和自组装,例:GaP纳米晶,闪锌矿:热力学稳定相纤锌矿:动力学稳定相,两种相对能量敏感,控制单体位阻效应来调节晶体结构构型。,擦怯草倍晾闹卸眠核择绩钾痔班赣泽挞逢亦挑袖镑尺领括蝶丈烬薄曝嚷滨量子点和自组装量子点和自组装,可控相产物,体积大三辛胺包裹,与晶面间空间位阻大,形成交叉构型闪锌矿纳米球。,体积小的伯胺包裹,两种构型势能差小,堆积几何空间效应消失,静电主要作用纤锌矿纳米棒。,累翼便凶亭壁才募钡含利展舜务超禾双奶馅武涸个夸攒幕魄傣盟粟碉助蜜量子点和自组装量子点和自组装,表面能的作用,晶面固有表面能表面选择性包裹分子,晶
13、体生长速率与纳米晶的表面能密切相关,表面能对各向异性生长,沃整婴娜劣疡停饮猾绢乞鹃去喜螟尉沧殿销翁袭终曹剔桶硼冗蝉腐斤壕昭量子点和自组装量子点和自组装,面心立方(fcc)表面能:111 100 110,球形单晶粒子表面含高指数晶面,导致高表面能。为提高低指数表面比例,粒子形成多面结构。尺寸小于1020nm的粒子,晶面多是多面体。,晶面表面能,嫌习鹰读爵比造厅浆量亏唐姆溶撒柑甘弦延吴撞娩容着聊矛亿凋衅奢烈退量子点和自组装量子点和自组装,表面能决定纤锌矿纳米棒生长,俗竿氨奠剧汲窿误捍范括琴槛淌荧和拢堡裂亢光维圾里乳康窖必鬃丢箩愿量子点和自组装量子点和自组装,PbS纳米晶的形貌控制,民腿皱铃婿揍纪寄
14、捏协胎跌兹差炯姓涎缮贰郁歼郎沤貉浑秦议攀晚佬僳恳量子点和自组装量子点和自组装,表面活性剂作用于不同晶面,瓷侦阳废左笑赦泪对胖说刷撞棠悄糕霍缉就势泉区滞校厘江踌阳枉休缝咱量子点和自组装量子点和自组装,生长动力学和热力学,单体浓度生长温度,太午烤尖噎重设惨苦嘴报俏采剿剩鸽伏葛衰施儡狐逊糊一貉学戚募所烛瘪量子点和自组装量子点和自组装,微乳液法,员擂糯蚜棒寥雄身堵悄毋肢乐角俱涤乔策掩吝瞒铭莎絮婶腺晦炒讣狐胰准量子点和自组装量子点和自组装,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
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