● 摘要
金电极表面的硫醇自组装单分子膜具有很高的有序性及稳定性，引起了科学家们的广泛兴趣和研究，成为研究有关表面和界面各种复杂现象的理想模型体系。自组装膜能够在分子水平上对固体表面的物理、化学性质进行调控，以自组装膜为偶联层，利用分子末端官能团与粒子之间的相互作用构筑纳米粒子阵列，在表面功能化及纳米粒子组装领域具有重要的应用前景。本论文主要针对烷基硫醇及其衍生物的组装，以及在此基础上的金纳米粒子的组装，进行了一系列有所创新的工作，其中包括：1. 采用自组装的方法制备了不同链长的烷基硫醇及其衍生物的单分子膜，利用电化学循环伏安和交流阻抗技术研究了自组装膜的缺陷状况和修饰电极的电化学行为，以及组装时间、组装液浓度等因素对自组装膜质量的影响。2. 分别在碱性和中性条件下采用电位调控组装的方法制备了十二烷基硫醇单分子膜，研究了组装溶液浓度、组装时间及组装电位对单分子膜质量的影响，发现组装电位的选择对组装过程以及所形成自组装膜质量的至关重要。3. 利用分区化设计的电极，结合硫醇分子在金基底电位变化时的吸脱附性质，通过改变组装溶液和控制不同区域的基底电位，采用电化学方法实现了十二烷基硫醇和巯基十一酸分子在金基底上的区域化组装。4. 制备了柠檬酸根包裹的金纳米粒子并对其进行了表征，研究了金纳米粒子在巯基苯胺表面的组装，以及金溶胶pH值和组装时间对组装结果的影响，并对粒子在巯基苯胺表面组装的机理进行了探讨；通过对基底进行分区化设计，利用电化学替换组装能够在基底的不同微区内形成具有不同表面性质的自组装膜，以此为基础实现了金纳米粒子的区域化组装。