牟中原臺灣大學：化學研究所涂熊林Tu, Hsiung-LinHsiung-LinTu牟中原指導2007-11-262018-07-102007-11-262018-07-102005http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/51820此論文的研究方向包含了三個部分。第一部分利用一連串的有機合成，得到了發光基團相同但疏水端長度不同的螢光型界面活性劑，並將之應用在中孔洞材料的製備上。發現可以進一步控制得到的複合材料之孔徑(晶格)大小，另外透過水熱與否也會對於材料的整體性質有所影響；而且由於規則的孔道提供的限制空間，我們可以搭配各種孔洞相關數據，進一步探討處於限制下的螢光行為。 　　第二部分的螢光型界面活性劑之發光基團與疏水端長度都不相同，同樣應用在中孔複合材料的合成，在螢光及孔洞性質上加以研究。上述的兩個部分除了成功的製備成粉末形式的樣品外，我們也利用旋轉塗佈方式將複合材料製備成薄膜。 　　第三部分利用了上述的螢光型界面活性劑，嘗試著利用一步驟且相對低溫的合成條件，可以直接得到具有晶相以及孔洞特性的有機無機複合材料；另外也希望藉著螢光界面活性劑的共軛系統，可以將複合材料的吸收光譜延長至可見光的範圍。Mesostructured nanocomposite with complete pore-filling of fluorescent molucules is an interesting subject since such hybrid materials would provide greater control over the molecular alignment and stability. In this thesis, we tried to prepare such nanocomposites using fluorescent surfactants as templates. In the first part, fluorescent surfactants with different hydrophobic chain length were successfully synthesized by multiple coupling reactions. After Sol-Gel process, mesostructured nanocomposites with optoelectronic properties were obtained in either powder form or as thin films by one-step synthesis. Photoluminescence (PL) behavior and physical properties of the resulting materials were fully characterized by several techniques. 　　In the second part, fluorescent surfactants with different conjugated system were synthesized and then used as templates to prepare functional nanocomposites. The resulting nanocomposites could have both the ordered mesostructure and the PL property without further treatments. In short, we successfully prepared mesostructured nanocomposites with optoelectronic property by one-step synthesis in both parts. 　　In the third part, we tried to develop a method which could prepare nanocrystalline organics/TiO2 porous composites in one step. The physical properties of the composites were characterized by the N2 adsorption-desorption isotherm, XRD, UV-Vis, PL, TGA, TEM, and SEM.謝誌..............................Ⅰ 摘要..............................Ⅱ 摘要(英文)........................Ⅲ 目錄..............................Ⅳ 圖目錄............................Ⅷ 表目錄............................ⅩⅢ 第一章 緒論 1-1 中孔洞材料簡介.............................1 1-2 界面活性劑性質.............................4 　1-2.1 界面活性劑結構及分類........................4 　1-2.2 微胞概念....................................6 1-3 中孔洞材料應用..................................7 　1-3.1 非均相催化反應..............................7 　1-3.2 藥物傳遞釋放................................7 　1-3.3 生物標定....................................8 1-4 有機無機複合材料................................8 　1-4.1 共縮合(co-condensation)法...................9 　1-4.2 後修飾法....................................11 　1-4.2 共縮合 / 聚合反應...........................12 1-5 金屬氧化物的中孔材料............................13 1-6 本論文研究方向..................................16 第二章 不同疏水端長度的螢光型界面活性劑應用在孔洞材料上的性 　　　 質探討 2-1 簡介............................................17 　2-1.1 實驗架構....................................17 2-2 界面活性劑合成..................................18 2-3 中孔洞粉末材料的合成、鑑定及其性質探討..........21 　2-3.1 中孔洞粉末的合成............................21 　2-3.2 中孔洞粉末的鑑定............................21 　2-3.3 中孔洞粉末的性質探討........................22 2-4 中孔洞薄膜的製備、鑑定及其性質探討..............36 　2-4.1 中孔洞薄膜的製備............................36 　2-4.2 中孔洞薄膜的鑑定............................36 　2-4.3 中孔洞薄膜的性質探討........................37 2-5 共混合界面活性劑的中孔洞薄膜之光學性質..........46 　2-5.1 目的........................................46 　2-5.2 實驗材料及方法簡述..........................46 　2-5.3 共混合界面活性劑的中孔洞薄膜之鑑定..........48 2-6 簡結............................................52 第三章 含不同共軛長度發光團的螢光型界面活性劑應用在孔洞材料 上的性質探討 3-1 實驗架構........................................54 3-2 界面活性劑合成..................................55 3-3 中孔洞粉末材料的合成、鑑定及其性質探討..........59 　3-3.1 中孔洞粉末材料的合成與鑑定..................59 　3-3.2中孔洞材料的性質探討.........................59 3-4 中孔洞薄膜的製備、鑑定及其性質探討..............73 　3-4.1 中孔洞薄膜的製備............................73 　3-4.2 中孔洞薄膜的性質探討........................73 3-5 簡結............................................79 第四章 合成具有結晶性之二氧化鈦孔洞材料 4-1 簡介及實驗架構..................................81 4-2 孔洞性二氧化鈦粉末的合成、鑑定及其性質探討......81 　4-2.1 孔洞性二氧化鈦粉末的合成....................81 　4-2.2 孔洞性二氧化鈦粉末的鑑定....................82 　4-2.3 孔洞性二氧化鈦粉末的性質探討................83 4-3 簡結............................................94 第五章 結論.........................................95 第六章 實驗部分 6-1 儀器............................................98 6-2 溶劑純化........................................102 6-3 實驗過程........................................102 6-4 實驗步驟 (有機合成) 　第二章............................................103 　第三章............................................115 6-5 實驗步驟 （中孔洞材料) 　6-5.1 中孔粉末合成................................123 　6-5.2 中孔薄膜製備................................123 　6-5.3 共混合界面活性劑的中孔薄膜製備..............124 　6-5.4 孔洞性二氧化鈦粉末的合成....................124 　6-5.5 萃取步驟....................................125 參考文獻............................................1267298278 bytesapplication/pdfen-US複合材料中孔洞螢光界面活性劑nanocompositesmesoporousfluorescent surfactantsthesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/51820/1/ntu-94-R92223013-1.pdf