酞菁|卟啉和酞菁自组装单层膜的动力学和热力学控制

卟啉和酞菁在现代科学技术中无处不在。它们的稳定性、氧化还原特性和光响应特性使它们成为众多应用的候选者。


这些应用中有许多依赖于薄膜,而薄膜又非常依赖于第一单层膜。


在这篇文章中,我们重点讨论了非共价结合的卟啉和酞菁在固液界面上的自组装单层膜,特别强调了定义薄膜及其反应化学的动力学和热力学过程。我们首先讨论了完全形成膜的成膜动力学和解吸动力学之间的区别。


然后,我们提出证据表明,许多单分子层是由吸附动力学控制,并不是在热力学平衡。讨论了用扫描隧道显微镜测量溶液-固体界面解吸能的方法,给出了钴、镍和游离基八乙基卟啉的数据。


这些化合物解吸到苯基辛烷的活化能约为真空解吸能的一半,并根据溶剂的作用进行了讨论。


与真空解吸相比,指前因子非常低,这是由于过渡态中溶剂的参与降低了激活熵。给出了利用相对解吸动力学建立二元表面结构的实例。


这表明,这是一条可能被错过的合成路线,因为驱动二元膜形成所需的溶液浓度差异很大。然后注意金属卟啉和金属酞菁支撑在导电表面的轴向反应化学。


我们展示了几个独特的支持配合物的化学例子:情况下,金属结合配体更容易和情况下,底物诱导配体损失。理解这种新的轴向配位化学对于催化、传感和自组装模板生长3D材料具有重要意义。

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