[发明专利]多金属氧酸盐的单层和多层分子组装体系

摘要

本发明提供一种普适的方法来修饰不同种类的多金属氧酸盐(POMs)到电极表面上去，形成POMs的单层和多层分子组装体系。即在末端基团可离子化为带正电荷或负电荷的烷基硫醇自组装单分子基膜上，把各种POMs与大阳离子物质交替沉积成单层和多层修饰膜。根据此法制得的POMs单层膜和多层膜电极的厚度可控，组成可调，层状结构均匀有序，重现性好，而且稳定性高。

主权项

1.一种多金属氧酸盐(POMs)的单层和多层分子组装体系的制备方法，其特征是采用以下三个步骤：(1)硫醇(thiol)单分子基膜的制备：在室温下把干净的金电极浸入到0.05～500mMthiol的水或乙醇溶液中0.5～50小时，取出冲洗得到硫醇自组装单分子膜修饰的金电极Au/thiol，所用的硫醇是末端基团可离子化为带正电荷的HS-R-NH2、或负电荷的HS-R-COOH，其中R代表具有2～20个碳原子的烷基，或苯基及其衍生物；(2)POMs单层膜的制备：对于末端基团可离子化为带正电荷的硫醇单分子基膜Au/thiol+，将其浸泡在0.01～1.0MPOMs溶液中0.5～48小时，或循环伏安扫描0.1～3小时，或恒电位0.1～3小时，取出冲洗得到POMs单层膜Au/thiol+/POMs；对于末端基团可离子化为带负电荷的硫醇单分子基膜Au/thiol-，利用与上面同样的修饰方法，先在大阳离子物质(CS)的溶液中修饰一层CS膜，取出冲洗后再在POMs溶液中修饰得到POMs单层膜Au/thiol-/CS/POMs；所用的POMs有：(a)同多化合物(IPA)：同多钼酸盐、同多钨酸盐、同多钒酸盐和混配金属同多阴离子，(b)杂多化合物(HPC)：钼系列HPC、钨系列HPC和混配型HPC，其它POMs亦能通过此法来修饰；所用的CS是那些能与POMs形成沉淀的带正电荷的大分子化合物：(a)正一价的表面活性剂分子：含1～16个碳原子的烷基吡啶阳离子和R(R’)3NH4+，其中R代表1～22个碳原子的烷基、R’代表1～5个碳原子的烷基；(b)高价金属配合物阳离子：Fe(phen)32+、Ru(bpy)32+、Os(bpy)32+和水溶性阳离子卟啉、酞箐化合物；(c)带正电荷的聚合物：季铵化聚四乙烯吡啶(QPVP)，聚乙烯亚胺(PEI)和聚丙烯胺(PAH)，聚吡咯(PPy)，聚甲基吡咯(PMPy)；(3)POMs多层膜的制备：把根据步骤(2)制备的POMs单层膜电极交替地在CS和POMs溶液中进行静电沉积修饰，修饰过程同步骤(2)，通过选择交替沉积的次数便可以控制多层膜的厚度，通过选择不同种类的POMs和CS及其沉积顺序，便可以得到不同组成和不同结构的POMs多层膜。