D0I:10.13374/j.issn1001-053x.1999.01.028 第21卷第1期 北京科技大学学报 Vol.21 No.1 1999年2月 Journal of University of Science and Technlogy Beijing feb.1999 磺化酞菁铜L-B膜的制备及紫外可见吸收光谱 郑宁)张亮2) 白玉白3》李铁津) 1)北京科技大学应用科学学院，北京1000832)北京大学物理系介观物理国家重点实验室，北京100871 3)吉林大学化学系，长春130023 摘要研究磺化酞菁铜(CuTsPc)L-B膜的制备方法，并利用紫外可见吸收光谱研究它的结构.结 果表明：磺化酞菁铜(CuTsPe)是具有独特的平面分子结构的非两亲性长链分子，可采用静电相互 作用来制备这种L-B膜(CuTsPc)L-B膜中的磺化酞菁铜分子主要以面对面的二聚体形式存在，磺 化酞菁铜分子平面按平行于载片平面的方式排列. 关键词磺化酞菁铜；L-B膜；二聚体 分类号0647.1 LB膜做为人为控制分子水平的组装体系， 正十八胺(CH,NH)和十八酸甲脂(C,H5 它在基础和分子电子学应用方面的研究受到科 COOC H.)为化学纯试剂，经乙醇重结晶提纯.挂 学界的极大重视.目前已在传感器、信息存贮、传 膜所需纯水为4次去离子水，氯仿作为溶剂 递和处理等方面取得了突破性的进展川.可用 L-B膜在自组装挂膜机上完成，挂膜载片是 L-B膜的特点来改善和提高传统电子学器件的性 经过严格清洗后的显微镜盖玻片，吸收光谱测量 能及设计，制成各种结构新颖的实用器件， 在日本岛津公司产UV一240型紫外可见分光光 金属磺化酞菁(MTsPe)是一类重要的有机染 度计上进行， 料，具有独特的发光体系一环状轮烯，即大环平 1.2实验部分 面共轭结构，其分子结构稳定，具有良好的热稳 吸收光谱的测试采用双光路测试，参比光路 定性及化学稳定性，表现出独特的物理化学性质. 放置无L-B膜的玻璃载片.偏振光谱的测量在入 人们对其进行了大量的电化学、光化学和催化等 射光与样品之间放置偏振片，偏振片垂直于人射 性质的研究，并用其作为生物大环分子的模拟体 光而平行玻璃载片（参比光路相同），同时转动测 系从事仿生功能的研究.其中磺化酞菁铜是一种 量及参比光路的偏振片，可测到平行于载片的各 能耐强酸、强碱和耐氯牢度的染料，它所形成的 方向偏振吸收光谱 螯合环使其结构稳定，体系的键平均化，苯环及 其环上的取代基对色泽的影响很小，是一种用途 2结果及讨论 广泛的有机染料.我们曾对金属磺化酞菁铜L-B 2.1L-B膜的制备 膜结构特性及其修饰℉ET器件的光敏特性和其 CuTsPc本身不是二亲性分子，不能直接采用 在SiO,/Si界面电荷转移机制进行了研究2-. 经典的LB技术制膜，因此，采用静电相互作用法 采用静电相互作用的方法制备磺化酞菁铜 来制备，如图1所示.在CuTsPe分子的水溶液( (CuTsPc)的L-B膜，利用紫外可见吸收光谱对其 即挂膜的亚相)中，利用长链二亲性的正十八胺 结构进行研究，得到了磺化酞菁铜(CuTsPc)的 (CwH,NH,)和十八酸甲酯(C,H,CO0CH,)混合 LB膜的结构信息，为它在光电器件制造中的应 物做为辅助成膜物质，当胺、酯混合物在弱酸性 用提供了基础. 亚相中铺展时，膜内的亲水端的NH,基团可以结 1实验材料及方法 合1个H而成-NH,该基团与亚相中磺化酞菁 铜分子中的磺酸基所带的负电荷通过库仑静电 1.1样品及仪器 相互作用，将磺化酞菁铜分子吸附到界面，形成 磺化酞菁铜的钠盐是北京染料总厂的产品. 双层膜结构；再利用离子交换技术，就可得到磺 化酞菁铜分子的L-B膜.其具体步骤如下： 199802-16收稿郑宁女，32岁，讲师，硕士第 卷 年 第 期 月 北 京 科 技 大 学 学 报 一 磺化酞著铜 一 膜的制备及紫外可见吸收光谱 郑 宁 ’ 张 亮 白 玉 白 李铁津 北京科技 大学应用 科学学 院 ， 北京 北京大学物理系介观物理 国家重点实脸室 ， 北京 吉林大学化学系 ， 长春 摘 要 研究磺化酞普铜 一 膜的制备方法 ， 并利用萦外可见吸收光谱研究它的结构 结 果表 明 磺化酞蔷铜 是 具有独特 的平 面分子结构的非两亲性长链分子 ， 可采用静 电相互 作用来制备这种 一 膜 一 膜 中的磺化酞普铜分子 主要 以面对面 的二聚体形式存在 ， 磺 化酞 蔷铜分子平 面按 平行于 载片平 面 的方式排列 关键词 磺化酞昔铜 一 膜 二聚体 分类号 一 膜 做 为 人 为控 制 分 子 水平 的组 装体 系 ， 它 在 基 础 和 分 子 电子 学 应 用 方 面 的研 究 受 到 科 学 界 的极 大 重 视 目前 已 在 传感 器 、 信 息 存贮 、 传 递 和 处 理 等 方 面 取 得 了 突 破 性 的 进 展 川 可 用 一 膜 的特点来改 善 和提 高传 统 电子学器 件 的性 能及 设计 ， 制 成各种 结 构新 颖 的实用 器件 金 属磺 化酞著 是 一类 重要 的有 机 染 料 ， 具 有 独 特 的 发 光 体 系一环 状 轮 烯 ， 即 大 环 平 面 共 扼 结 构 ， 其 分 子 结 构 稳 定 ， 具 有 良好 的 热 稳 定性 及 化学 稳 定性 ， 表现 出独特 的物理 化学性 质 人们 对其进 行 了 大 量 的 电化 学 、 光 化 学 和催化 等 性 质 的研 究 ， 并 用 其作 为 生 物 大 环 分 子 的模 拟 体 系从事 仿 生 功 能 的研 究 其 中磺 化 酞 著 铜 是 一 种 能 耐 强 酸 、 强 碱 和 耐 氯 牢 度 的 染 料 ， 它 所 形 成 的 鳌 合 环 使 其结 构 稳 定 ， 体 系 的 键平 均 化 ， 苯 环 及 其环 上 的 取 代基 对 色 泽 的 影 响很 小 ， 是 一 种 用 途 广泛 的有 机染 料 我 们 曾对金 属 磺化 酞 著 铜 一 膜结构 特 性 及 其修 饰 器 件 的 光 敏 特 性 和 其 在 界 面 电荷转移机制进行 了研究〔，一 采用静 电相 互 作 用 的方 法 制 备磺 化 酞 著铜 的 一 膜 ， 利 用 紫外 可 见 吸 收 光 谱对其 结 构 进 行 研 究 ， 得 到 了 磺 化 酞 著 铜 的 一 膜 的结 构信 息 ， 为 它 在 光 电器 件 制 造 中 的应 用提供 了基础 实验材料及方法 样品及仪器 磺化酞著 铜 的钠盐 是 北 京 染 料 总厂 的产 品 刁 一 收稿 郑宁 女 ， 岁 ， 讲师 ， 硕士 正 十 八 胺 ， 和 十 八 酸 甲 脂 ， 为化 学 纯 试 剂 ， 经 乙 醇 重 结 晶提 纯 挂 膜所需 纯 水为 次去离子 水 ， 氯仿作 为溶 剂 一 膜 在 自组 装挂 膜 机 上 完 成 ， 挂 膜 载 片是 经 过 严 格 清洗 后 的显 微 镜 盖玻 片 ， 吸 收光 谱测 量 在 日本 岛津 公 司 产 一 型 紫外 可 见 分 光 光 度 计 上 进 行 实验部分 吸 收光 谱 的测 试采 用 双 光 路 测 试 ， 参 比光路 放置 无 一 膜 的玻 璃 载 片 偏 振 光 谱 的 测 量 在 人 射 光 与样 品之 间放置 偏 振 片 ， 偏 振 片 垂 直 于 人 射 光而 平行玻 璃 载 片 参 比光路 相 同 ， 同时转 动测 量 及 参 比光 路 的偏 振 片 ， 可 测 到 平 行 于 载 片 的各 方 向偏 振 吸收光谱 结果及讨论 一 膜的制备 本身不是 二 亲性分子 ， 不 能直接采 用 经典 的 技术制膜 ， 因此 ， 采用静 电相 互作用 法 来 制备 ， 如 图 所示 在 分子 的水溶液 即 挂 膜 的 亚 相 中 ， 利 用 长链 二 亲 性 的 正 十 八 胺 ， 和 十八 酸 甲醋 ， 混 合 物 做 为辅助 成 膜 物 质 当胺 、 醋 混 合 物 在 弱 酸 性 亚相 中铺展 时 ， 膜 内的亲水端的 一 基 团可 以 结 合 个 十 而成 一 ， 该基 团与亚相 中磺 化酞著 铜 分 子 中 的磺 酸 基 所 带 的 负 电荷 通 过 库 仑 静 电 相 互 作 用 ， 将磺 化 酞 曹 铜分 子 吸 附 到 界 面 ， 形 成 双层 膜结 构 再利 用 离子 交换技术 ， 就 可得 到磺 化酞著铜分子 的 一 膜 其具体步 骤 如下 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1999．01．028