通过铅(II)溴化物与聚苯乙烯-聚环氧乙烷嵌段共聚物的配位作用及包合物结晶技术,可调控形成二维纳米结构和复杂晶体,该过程发生在1,3,5-三甲基苯环境中

《Nanoscale》:Tunable formation of two-dimensional nanostructures and complex crystals via lead(II) bromide complexation and inclusion crystallization with polystyrene-block-poly(ethylene oxide) in 1,3,5-trimethylbenzene

【字体: 时间:2025年10月09日 来源:Nanoscale 5.1

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  通过包晶结晶法在1,3,5-三甲苯中利用PS-b-PEO与PbBr2实现了二维多孔纳米结构(不规则纳米片和六边形纳米板)的可控制备。系统研究不同聚合物与盐比例的影响表明:聚合物含量过高会抑制不规则纳米片形成,而PbBr2浓度过量则导致结晶性降低。WAXD证实适度PbBr2负载(0.1和1 mg/mL)可高效形成高结晶度正交晶系和六方晶系复合晶体。该研究揭示了聚合物-盐比例调控包晶结晶的机理,为设计各向异性纳米结构提供了新途径。

  

我们报道了在1,3,5-三甲基苯(TMB)中,通过聚苯乙烯-嵌段-聚环氧乙烯(PS-b-PEO)与溴化铅(PbBr?)之间的包合物结晶作用,形成了二维(2D)纳米结构——包括不规则纳米片和多边形纳米片。这些不规则纳米片由具有Cmca对称性的正交晶体组成,而多边形纳米片则由具有P6mm对称性的六方晶体构成。系统地改变PS-b-PEO/PbBr?的比例发现,这两种成分对最终结构的形态和结晶度有着重要影响。在PbBr?浓度固定(10 mg/mL)的情况下,增加PS-b-PEO的含量最初会促进两种纳米片的形成;但在较高浓度下,则会优先形成多边形纳米片并抑制不规则纳米片的生成。相反,在PS-b-PEO含量固定(1 mg/mL)的情况下,增加PbBr?的浓度会增强复合物的形成,这体现在紫外-可见光吸收光谱上;但由于聚合物饱和度和稀释效应的影响,复杂晶体的形成方式有所不同。X射线衍射(WAXD)分析表明,在中等PbBr?负载量(0.1和1 mg/mL)下,包合物结晶效果最佳,能够同时形成高结晶度的正交和六方复杂晶体。然而,过量的PbBr?会导致结晶态PbBr?域的形成,并产生结晶度较低的不规则纳米片,而无法形成多边形纳米片。这些发现表明,聚合物与盐的比例控制着多态行为及包合物结晶的效率,并进一步说明PbBr?的复合作用与晶体有序化是两个独立的过程。本研究为聚合物-盐比例调控下的包合物结晶提供了机制上的见解,为构建各向异性的纳米结构提供了一种可调控的方法。

图形摘要:通过溴化铅与聚苯乙烯-嵌段-聚环氧乙烯在1,3,5-三甲基苯中的复合作用及包合物结晶作用,实现二维纳米结构和复杂晶体的可调控形成
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