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宏观材料纳米化赋予了其异于体相材料的特殊性能,以纳米晶为结构基元,通过自组装得到的纳米尺度组装体,在环境、能源和生物医疗等多领域均具有潜在的应用前景。其中囊泡状组装体由于独特的空心结构和纳米组装单元间丰富的协同相互作用而颇受瞩目。囊泡状无机纳米组装体的构筑和性能强烈依赖于表面配体和构建基元。调节表面配体可以调控纳米晶的形貌,进而影响纳米晶的催化性能;调节配体分子间的相互作用,如静电、主客体识别等,还能调控纳米晶的自组装行为,同时也可赋予纳米组装体刺激响应性,实现光、电、热、pH对组装过程的控制。目前,囊泡状无机纳米组装体的表面配体主要是聚合物或具有特定响应性的分子,而这些配体分子合成步骤复杂繁琐;构建基元以单组分无机纳米晶为主,组装体形貌单一,缺乏广泛的功能化应用。因此,发展简单廉价的配体分子,以多组分无机纳米晶为基元,实现组装体形貌和功能的多样化以及性能的提升具有重要意义。基于前人的理论和实验基础,本文从表面配体出发,以廉价易得的商业化有机分子为配体,利用疏水作用驱动纳米晶组装,实现了对囊泡状组装体pH响应性和形貌的可逆控制,进一步拓展制备了摇铃型组装体,探索了多组分囊泡状组装体在可见光催化产氢和还原对硝基苯酚方面的应用。 首先,本论文构建了一种具有pH响应性及可逆组装性质的Au纳米囊泡状微球。以商业化的4-巯基苯甲酸为配体,通过改变配体分子结构,进而改变纳米晶亲疏水性质和静电作用,实现了囊泡结构的可逆组装和pH响应性。该方法不需要合成复杂的pH响应性分子,为Au纳米囊泡在可控释放方面的应用提供了可能。 其次,本论文进一步提出了一种无机纳米晶自组装制备摇铃型微球的方法。该方法以具有明显尺寸差异的两种纳米颗粒为构建单元,通过多分散性纳米颗粒重排和疏水作用,快速简单地构建了摇铃型纳米微球,利用纳米颗粒(Au)的助催剂作用和局部表面等离子体共振效应,实现了优异的可见光分解水产氢性能。该方法具有很好的普适性,不同形貌或组分的纳米颗粒都能够组装形成摇铃型微球,该微球在催化、生物成像等领域均有潜在的应用。 最后,本论文探索了多组分无机纳米颗粒共组装制备纳米囊泡结构。以多组分无机纳米颗粒取代单组分纳米颗粒,光照驱动无机纳米颗粒共组装形成囊泡结构,成功制备了Au/CdSe、Pd/CdSe双组分囊泡和Au/Pd/CdSe三组分囊泡。由于Au纳米颗粒助催化剂的作用,Au/CdSe双组分囊泡结构相较于CdSe囊泡具有更优异的可见光催化分解水产氢和还原对硝基苯酚活性。多组分囊泡状结构的组装,为实现纳米囊泡多样化性能和应用提供了可能。