[發明專利]一種氧化石墨烯與氧化鈦層狀復合薄膜的制備方法

無效

• 申請號: 201210165867.3
• 申請日: 2012-05-25
• 公開（公告）號: CN102700185A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 孫鵬展;朱宏偉;王昆林;韋進全;吳德海
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: B32B9/00
• 分類號: B32B9/00;B32B33/00
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 邸更巖

技術領域

本發明涉及納米材料制備與應用領域，特別涉及一種具有雙面親水性紫外光反向可控調節的氧化石墨烯和氧化鈦復合薄膜的制備方法。

背景技術

石墨烯[參考文獻1：K.S.Novoselov,A.K.Geim,S.V.Morozov,D.Jiang,Y.Zhang,S.V.Dubonos,I.V.Grigorieva,A.A.Firsov.Electric?field?effect?in?atomically?thin?carbon?films.Science,2004,306(5696):666-669]和氧化鈦薄膜[參考文獻2：T.Sasaki,M.Watanabe,H.Hashizume,H.Yamada,H.Nakazawa.Macromolecule-like?aspects?for?a?colloidal?suspension?of?an?exfoliated?titanate.Pairwise?association?of?nanosheets?and?dynamic?reassembling?process?initiated?from?it.J.Am.Chem.Soc.1996,118(35):8329-8335]是兩種典型的二維納米材料。石墨烯(Graphene)亦即“單層石墨片”是構成石墨的基本結構單元，具有優異的電學以及光學性能。目前，可以通過氧化還原法實現氧化石墨烯的批量制備[參考文獻3：D.Li,M.B.Muller,S.Gilje,R.B.Kaner,G.G.Wallace.Processable?aqueous?dispersions?of?graphene?nanosheets,Nature?Nanotech,2008,3(2),101-105]，通過將石墨進行氧化處理，然后將所得的氧化石墨置于溶劑中超聲處理即可得到氧化石墨烯(GO)，再將制得的氧化石墨烯進行還原處理即可得到石墨烯薄片。

氧化鈦納米薄膜(titania?nanosheets)是通過化學剝離法制備的一種單層納米薄膜材料，具有優異的光學以及介電性能。由于氧化鈦納米薄膜具有優異的紫外光致親水轉換性能[參考文獻4：N.Sakai,K.Fukuda,T.Shibata,Y.Ebina,K.Takada,T.Sasaki.Photoinduced?hydrophilic?conversion?properties?of?titania?nanosheets.J.Phys.Chem.B,2006,110(12):6198-6203]，因而在固體表面親水性調控方面展現出潛在的應用前景。

由于現有技術制備的氧化鈦薄膜僅能在紫外光照射下表現出光致親水性能，若使其表面恢復疏水需在黑暗環境中儲存一個月以上，親疏水轉換周期較長[參考文獻4：N.Sakai,K.Fukuda,T.Shibata,Y.Ebina,K.Takada,T.Sasaki.Photoinduced?hydrophilic?conversion?properties?of?titania?nanosheets.J.Phys.Chem.B,2006,110(12):6198-6203]。另外，現有技術制備的薄膜僅能表現出單面親水性或單面疏水性[參考文獻5：X.Deng,L.Mammen,H.J.Butt,D.Vollmer.Candle?soot?as?a?template?for?a?transparent?robust?superamphiphobic?coating.Science,2012,335(6064),67-70]，無法實現雙面親水性反向調控，這將極大限制現有薄膜在未來的液體輸運以及固體表面修飾方面的應用，因此制備具有雙面親水性反向可控調節的固態薄膜十分重要。

發明內容

為制備出氧化石墨烯與氧化鈦復合層狀結構，進而實現復合薄膜的雙面親水性的紫外光反向可控調節，本發明的目的在于提供一種氧化石墨烯與氧化鈦復合層狀結構的制備方法，從而實現氧化石墨烯與氧化鈦復合層狀薄膜的可控制備及其雙面親水性的紫外光反向可控調節。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種氧化石墨烯與氧化鈦層狀復合薄膜的制備方法，該方法包括以下步驟：

1）在滑面基底上滴加氧化石墨烯水溶液，或氧化鈦水溶液，干燥后，在滑面基底上形成一層氧化石墨烯薄膜，或者形成一層氧化鈦薄膜；

2）在步驟1形成的氧化石墨烯薄膜上滴加氧化鈦水溶液，或在步驟1形成的氧化鈦薄膜上滴加氧化石墨烯水溶液，干燥后，在基底上形成氧化石墨烯與氧化鈦層狀復合薄膜；