一种结构新颖的二茂铁硫醇自组装膜的电化学行为

合成二茂铁乙烯基吡啶硫醇(FcC2′PyC4SH,I)及其还原产物二茂铁乙烷基吡啶硫醇(FcC2′PyC4SH,Ⅱ).再利用分子自组装技术在金电极表面形成二茂铁乙烯基吡啶硫醇单分子膜,通过循环伏安法探讨了这种自组装膜与结构相关的电化学响应.     

基底电位对硫醇自组装膜形成的影响

应用电位阶跃法,在不同组装电位下制备金/正十二硫醇自组装单分子膜.交流阻抗谱表征该硫醇膜的电化学性质,发现金基底的电位对硫醇自组装膜的形成有重要影响.在-0.8~-0.4 V的电位区间内,随着组装电位的增加,该自组装膜的致密性、有序性增加,缺陷减少,并于0.4 V时达到最佳.组装电位高于0.4 V,膜的致密性、有序性降低,缺陷增多.本文为硫醇及其衍生物的电位调控组装提供了重要依据.     

二茂铁硫醇自组装膜的电化学行为及其离子对效应

详细了研究１０－二基铁－１－癸硫醇（ＨＳＣ１０Ｆｃ）在金基底上形成的自组装单分子膜的电化学行为,发现ＨＳＣ１０Ｆｃ在金基底上形成稳定的自组装膜,并且在０．１ｍｏｌ／Ｌ的ＨＣｌＯ４溶液中表现出可逆的氧化还原行为,但其氧化还原峰的峰形和峰位极易溶液中阴离子种类和浓度的影响,考察了二茂铁自组装膜及通过后置换形成的二茂铁硫醇／十二烷基硫醇混合膜在混合电解液中的电化学行为,直接比较了两种不同阴离子与二茂铁阳     

硫醇自组装膜的电化学表观有效厚度

应 用循 环 伏 安 及 交 流 阻 抗 技 术 研 究 了 １８ 烷 基 硫 醇 修 饰 的 金 电 极 在 不 同 浓 度 的 Ｋ３ Ｆｅ（ Ｃ Ｎ） ６／ Ｋ４ Ｆｅ（ Ｃ Ｎ） ６ 溶液中的 电化学 行为，测得 反应的 标准 反应 速率 常数 为～１ ０ － ６ ｃ ｍ ·ｓ － １ ，表观电子 传递系数 为 α＝ ０１５ ，β＝ ０２２ ．提 出自 组装 膜 的电 化学 表 观有 效 厚度 概 念 及计 算 方法 ，应用表观 有效厚 度可以定 量说明自 组装膜 的分子倒 伏或塌 陷的缺陷 程度．     

不同链长直链烷基硫醇自组装的吸附动力学

本文利用电化学方法,并结合接触角和原子力显微镜表征手段对直链烷基硫醇自组装的吸附动力学进行了研究。分别考察了短链正六烷基硫醇、中链正十二烷基硫醇和长链正十八烷基硫醇三种链长硫醇分子的组装动力学,每种链长考察了四个浓度。实验结果表明:硫醇自组装由快速吸附和缓慢重组两个过程组成,其组装过程符合扩散控制的Langmuir模型。表观吸附动力学常数kobs与吸附动力学常数ka都显示了浓度相关性,由此估算出烷基硫醇链每增加一个CH2单元,吸附自由能变化约0.09kJ/mol。     

致密二茂铁硫醇自组装膜的电化学行为

合成了11-二茂铁基十一烷基-1-硫醇(HS-(CH₂)₁₁-Fc)，利用自组装膜的特点，通过分子设计将二茂铁基团引入到自组装膜中。在金电极表面构筑有序单分子膜，制备出具有电化学活性的修饰层，研究其电化学行为，作为考察复杂电化学动力学的理想模型。进一步探究其电子传递的特点与自组装膜表面覆盖度之间的联系，提出了一种新的电子传递模型，研究电子转移与膜结构的对应关系，为更深层次的分子设计和功能组装提供理论指导。     

硫醇自组装膜对金电极上吡咯电化学聚合的影响

用电化学聚合法在多种烷基硫醇自组装膜修饰金电极上制备了聚吡咯.通过计时安培法、循环伏安法和交流阻抗技术研究了自组装膜的烷基链长和端基功能团对吡咯聚合过程和性质的影响.当自组装膜较完美时,聚吡咯沉积在自组装膜表面;而当自组装膜有一定缺陷时,吡咯在针孔处成核,然后继续生长并完全覆盖在自组装膜表面.研究结果表明,烷基硫醇的链越短,吡咯聚合越容易;疏水的烷基硫醇自组装膜有利于聚吡咯在电极表面的生长.     

用电容平面图研究金／十八硫醇单分子膜的自组装过程和缺陷情况

推导了电化学体系中理想极化电极、电化学极化电极的复数电容表达式。根据这些表达式分析了上述体系的电容平面图 (Capacitance Plane Plot,CPP) ,利用 CPP可以方便地监测体系的电容值。用电子元件组成了上述体系的等效电路 ,测定了交流阻抗谱 ,得到了 CPP与理论推导一致。研究了金 /十八硫醇自组装膜的 CPP,根据 CPP讨论了金 /硫醇膜的组装过程及缺陷和组装时间的关系。     

恒电位组装的硫醇单层膜的电化学性质

采用恒电位组装的方法在金基底上制备了十二硫醇单层膜,用反射傅立叶红外光谱、循环伏安法和电化学阻抗谱对得到的硫醇膜进行了表征.结果表明,恒电位组装1 min即可在金基底上形成没有针孔缺陷的硫醇单层膜.随着恒电位组装时间的增加,硫醇膜上的凹陷点缺陷逐渐减少,致密程度逐渐增加.当恒电位组装时间达到5 min时,得到的硫醇膜与自组装24 h的硫醇膜具有相当的致密度和更少的凹陷点缺陷.     

自组装双硫醇分子膜阻抗谱的研究

Dielectric properties of dithiol self-assemble monolayers (SAMs) under ac electric field were presented. Using a Hg-SAM/SAM-Hg junction, the ac impedances of dithiol SAMs were measured using a sinusoidal perturba- tion of 30 mV (peak-to-peak) with the frequency ranging from 1 Hz to 1 MHz at zero bias. The contributions from dithiol SAMs and solvent interlayers were separated due to their different behaviors at ac impedance. The peak position in the loss spectra (the plot of tg± vs: frequency) moves to low frequency with the increase of chain length of dithiols. Using a correlation of peak position with the chain length, the active energies of 23-39 meV for dithiol SAMs of C6-C10 under an ac electric field were derived.     

基于纳米金自组装膜固定辣根过氧化物酶的生物传感研究

将辣根过氧化物酶(HRP)通过纳米技术和自组装技术固定于电极表面,制得了酶修饰电极.纳米金与HRP形成了静电复合物并高效地保持了HRP的生物活性,以对苯二酚作为电子媒介体,差示脉冲伏安法(DPV)研究生物酶电极测定H2O2的线性范围为5.0×10-6～1.0×10-3 mol/L,检测限为2.5×10-6 mol/L,线性方程为△I=0.34765+4.05553CH2O2(mM).酶电极的表观米氏常数(K(app))为0.0675 mmol/L.实验同时证明该生物酶电极具有良好的稳定性和使用寿命.     

偶氮苯自组装单分子膜中长程电子转移机理

利用自组装技术在金电极表面构造了具有不同前端健长度偶氮苯功能化的单分子膜体系：Au／S（CH2）nNHCO-N＝N-OCH2CH3（n＝2，3，4，6）．研究结果表明，仍氮苯到金电极的表现电子转移速率随它们之间的距离长度的增加而呈指数性的下降趋势．基于Marcus电子隧穿理论，得到了此自组装膜体系的长程电子隧穿系数ρ＝（1．35±0．2）／CH2在和可逆电活性分子自组装膜体系及理论计算相比较的基础上，从偶氮苯分子自组装膜结构与电子转移过程的关系角度对这一结果进行了分析和说明．     

分子动力学模拟多巴在自组装膜上的黏附性

为了更好地理解贻贝在表面的黏附机理,实现水下胶黏,采用分子动力学方法研究了多巴在自组装膜上的黏附性:采用伞形取样和加权柱状图分析方法计算了多巴在不同自组装膜表面的黏附自由能,使用拉伸分子动力学模拟研究了多巴在不同自组装膜表面上黏附后的脱附力.结果表明,多巴在带负电的羧基自组装膜上的黏附能比在带正电的氨基自组装膜上的大,多巴更容易黏附到带负电表面;多巴在带电表面的黏附能比未带电表面的黏附能更强,表明在带电表面黏附更稳定.进一步分析了多巴在不同表面的取向分布,发现多巴与不同表面相互作用的方式不同:与疏水表面主要通过苯环相互作用;与亲水表面主要通过羟基相互作用;与负电表面主要通过氨基相互作用;与正电表面主要通过羧基相互作用.通过模拟比较了多巴在不同自组装膜上的脱附力,发现多巴在带电表面的脱附力比在未带电表面的大,与黏附能的趋势一致.对比4种非带电表面的脱附力,发现多巴在疏水性甲基自组装膜表面的脱附力最大,黏附更稳定,随着表面疏水性的增加,脱附力增大,黏附稳定性增强.本工作可为研发新型水下胶黏剂提供理论指导.     

聚合物膜与自组装膜法制备电化学DNA传感器的研究进展

介绍了DNA电化学生物传感器的研究现状、原理和结构,对DNA探针固定(尤其是聚合物与自组装膜法固定DNA)以及应用方面的最新研究进展进行了综述。     

新型偶氮苯硫醇衍生物自组装膜的制备与结构表征

Self Assembled Monolayers(SAMs) of a series of mercapto contained azobenzene derivatives with the structure of CnH2n+1AzoO(CH 2)mSH (where n =4,6,8,10,12; with m =3,5 respectively) were prepared and characterized. Wettability measurement of water on the SAMs demonstrates that molecular packing density in the monolayers increases while the alkyl chain in the molecules is lengthened. Both the n and m values have similar contribution to the wetting property of SAMs. The RA IR spectra reveal that the alkyl chains in the SAMs tilt away dramatically from the surface normal direction with the increase in their length. However, the orientation of azobenzene moiety is found to be influenced slightly by the alkyl chain length, which is due to the tenderness of the molecule.     

硬脂酸钠在油/水界面自组装膜的电化学研究

应用循环伏安法,以铜离子为探针研究硬脂酸钠在油/水界面上的自组装过程.结果表明,硬脂酸钠在蓖麻油/水界面上自组装,经4种聚集状态而达到完整的有序单层膜.Cu2+离子在涂蓖麻油电极上的氧化是完全受吸附控制,而在表面活性剂硬脂酸钠自组装膜的油/水界面上,则其电极过程受扩散和吸附两者混合控制.循环伏安测试给出,峰电流ip随扫描速率v变化的拟合方程为:ip=9.214?3.889v1/2+0.5809v,r=0.9978.     

席夫碱自组装单分子膜的电化学行为

利用自组装技术将席夫碱硫醇衍生物在金表面形成自组装单分子膜,并初步研究了此自组装单分子膜的电化学行为,发现该席夫碱分子在0.1 mol•L－1的KCl溶液中具有电化学不可逆氧化还原行为，且随着自组装时间的增加表观电极反应速率常数值显著减小,最后减小为0,并对此进行了解释.     

偶氮苯衍生物自组装膜的表征及组装动力学

报导了4-正辛基-4′-（3－巯基丙氧基）偶氮苯（简称C8AzoC3）自组装膜（Self-AssembledMonolnyersSAMs）的表征及其自组装成膜动力学，接触角滴定、原子力显微镜（AFM）及电化学的实验结果表明，C8AzoC3分子在金表面自组装形成致密有序的流水性单分子膜，并且在电极上没有明显的电化学响应．通过控制组装时间，考察了偶氮苯自组装形成单分子膜的动力学过程，从接触角和电化学数据得到组装过程的速率常数kad为（1.2±0.2）×103mol-1·dm3·s－1；依据不同组装时间形成的自组装膜的特征循环伏安行为，提出了C8AzoC3分子在金表面自组装过程的动态模型．