山嵛酸Langmuir膜结合氨气扩散控制生长碱式硝酸锌薄膜.pdf

山嵛酸 Langmuir膜结合氪气扩散控制生长碱式硝酸鋅薄膜/王海威等
山箭酸 Langmuir膜结合氨气扩散控制生长碱式硝酸鋅薄膜
王海威,刘浩广,李海燕,万卫强
(南昌航空大学科技学院,南昌330034)
摘要利用山嵛酸 Langmuir A膜有机模板控制和气扩散动力学控制相结合的仿生矿化方法,制备了大面积
均匀致密且沿(200)晶面取向生长的Zn;(OH)g(NO2)2?2H2O薄膜。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子
能谱(XPS)和X射线衍射(XRD)分别对样品形貌、表面成分及其晶型进行了表征。结合πA曲线研究了薄膜生长的
驱动力,对材料結构的形成原因进行了探讨。结果表明, Langmuir膜模板诱导结合动力学控制下的无机晶体生长体
系为在室温下合成特殊结构和性能的薄膜材料提供了一种可行的方法。
关键词山嵛酸 Langmuir J膜氨气扩散滹膜材料
中图分类号:O614.2311
文献标识码:A
Thin Films Formation of Zinc Hydroxide Nitrate Under a Behenic Acid Langmuir
Monolayer Combined with Ammonia Vapor Diffusion
WANG Haiwei, LIU Haoguang, LI Haiyan, WAN Weiqiang
( Science and Technology College, Nanchang Hangkong University, Nanchang 330034)
Abstract Compact large area Zns(H)(NO)2 2FI O thin films with uniform morphology and well-orienta-
tion along the (200) plane were fabricated by using a unusual biomimetic method in which a behenic acid(BA)Lang
muir monolayer was used for the organic template as the usual biomimetic process, and a gradient of ammonia vapor
diffusion was introduced to the system to provide an addition of kinetic control. The morphology, urface chemical
composition and crystallinity of the thin films were characterized using scanning electron microscopy, X-ray diffraction
and X-ray photoelectron spectroscopy, respectively. The film formation process was monitored by surface pressure-
surface area isotherms, and the reason for the structure formation was discussed. The results prove that such a system
in which the diffusion of a volatile catalyst concentration combined a Langmuir monolayer template is a good formation
method for well-oriented thin films growth at room temperature
Key words BA Langmuir monolayer, ammonia diffusion, thin films
目前,利用仿生矿化方法合成无机功能材料受到越米越件下合成了具有特殊光电特性的Zn()前驱体材料“?。
多的关注。这种方法往往可以形成高度有序的结构,普遍认 Morse小组近来报道了用动态气体扩散的方法合成纳米结
为在生物矿化过程中特有的精妙的空间、化学和结构控制产构的Co( DHA CI2?3H2O、Coa(OH)a(NO。)2?2H2O、Coa
生了这些复杂的结构2。以生物矿化模型为基础的仿生合(OH)gSO4?2H2O、Zns(OH)g(NO)2?2H2O、Cu(OH)
成作为一种绿色环保与环境友好的制备方法,被用来合成一(NO)3)、Mn2“(PO)2)2?7H2O以及ZnO叫薄膜。在实验中
些具有特殊的力学、光学超结构的有机无机生物材料
用氨水作为动态的气体扩散催化剂,为分子前驱体的缓慢催
与此同时,双层状氢氧化物和羟基盐组成的无机层状物质近化提供了动态控制,产生了具有独特结构的金属氢氧化物薄
来成为研究热点。变动夹层金属成分,致使这些金属层同底膜
层相吸引而形成具有特殊结构和性能的材料,这种设计先进
然而在 Morse小组的合成体系中并没有使用有机成膜
材料的方法得到广泛的应用。已报道过的这种无机层状结材料,导致最终合成的层状羟化物的晶型没有取向性。在很
构物质的应用包括离子交换器、复杂的有机-无机混合材料、多生物矿化合成中,有机模板在合成物的形貌和晶型上.起着
生物医用植人体和缓慢释放药物的载体等。另外,作为重要的作用。最近,本课题组综合气体扩散的动态控制和有
这种无机层状结构物质的一个重要的应用,由于其优越的表机模板两者的优点,采用有机单层分子膜诱导结合NH2扩
面形貌特性从而可作为前驱体材料,经过热处理后分解成氧散的方法制备了…系列碱式硝酸盐材料2-1。基于以上工
化物,通过仿生矿化法合成的氧化物具有独特的吸附、催化、作,本实验通过山嵛酸单层膜板矢量控制和氨水动态控制相
磁性以及光电特性。一些研究小组在绿色环保的合成条结合的双层模板诱导的方法,合成了沿(200)方向取向生长
米江西省级教改课题基金(JXJG-13-36-1)
王海威:男,1981年生,讲师,硕士,研究方向为仿生合成无机光电材料Tel:0791-88222619 E-mail: highwei01@126.cor