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理解和调控分子在固体表面的吸附结构是纳米化学和表面科学的基本课题之一。通过分子与基底以及分子间各种弱相互作用如氢键、范德华作用、金属配位作用等,有机分子可以在表面形成多种多样的纳米结构。硝基苯衍生物是一种典型的爆炸物,严重威胁着人类和社会的安全。本文围绕硝基苯衍生物在Au(111)表面的电化学吸附行为以及二元主客体复合结构进行了研究。具体研究内容主要包括以下几个方面:
第一章:简要介绍了表面吸附层制备的几种方法,着重介绍了自组装过程的主要驱动力,影响分子表面组装的因素以及STM在表面二元复合纳米结构研究中的应用,最后给出了本论文的选题依据;
第二章:简要介绍了本论文所涉及及使用的仪器与实验方法;
第三章:研究了对硝基苯甲酸在Au(111)表面的吸附行为。实验结果表明,在HClO4电解液存在的情况下,对硝基苯甲酸在Au(111)上采取脱质子的方式,以两个氧原子与Au原子作用直立吸附在基底表面。采用不同的吸附层制备方法,得到了对硝基苯甲酸在Au(111)上的不同的吸附结构。我们也研究了吸附的有序度与制样时间及基底电位的关系:
第四章:以对硝基苯胺为主体模板进行的电极表面主客体复合结构的研究。实验表明,对硝基苯胺可通过分子间氢键在Au(111)表面形成六次对称的吸附结构。该结构可用作主体模版成功捕获芘分子和花分子。此外,对硝基苯胺在Au(111)表面上还可形成另外两种吸附结构;
第五章:考察了对硝基苯甲醛,1-硝基萘和9-硝基葸三个硝基化合物在Au(111)表面的电化学行为。对硝基苯甲醛和9-硝基葸分子都可以在Au(111)上形成长程有序的吸附结构。9-硝基蒽在Au(111)表面的组装表现出溶剂依赖性,在不同溶剂中,9-硝基葸可形成不同的吸附结构;
第六章:以STM和STS研究了HOPG表面电子受体与电子给体形成的二元复合结构的结构细节和电学性质。实验表明,电子受体与电子给体在共吸附结构中保持自身原本的优良的电学性质:
第七章:总结了本论文的主要结论及尚需进一步研究的问题。