[發明專利]一種可催化C-C鍵偶聯反應的多層復合薄膜的制備方法

有效

• 申請號: 201310034386.3
• 申請日: 2013-01-28
• 公開（公告）號: CN103127954A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 趙秀華;李星
• 申請（專利權）人: 寧波大學
• 主分類號: B01J31/28
• 分類號: B01J31/28;B01J37/025;C07B37/00;C07C1/32;C07C15/14;C07C253/30;C07C255/50;C07C17/263;C07C22/08;C07C41/30;C07C43/205
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理事務所(普通合伙) 33226
• 代理人: 程曉明

技術領域

本發明涉及一種多層復合薄膜的制備方法，尤其是涉及一種可催化C-C鍵偶聯反應的多層復合薄膜的制備方法。

背景技術

近年來，薄膜技術得到突飛猛進的發展，無論在學術上還是在實際應用中都取得了豐富的成果，薄膜技術和薄膜材料的發展涉及幾乎所有前沿學科，現已成為材料科學中最活躍的研究領域。所制備的各種類型的新材料、新結構、新功能的薄膜，對材料的研究和使用起到了巨大的推動作用。目前制備薄膜的方法很多，如（1）L-B（Langmuir-Blodgett）膜技術：LB膜有序度高，結構規整，但層間是親水/疏水弱相互作用力，因而生成的LB膜是一種亞穩態結構，對熱、時間、化學環境以及外部壓力的穩定性差，另外，由于LB膜的制備需要昂貴的膜槽和嚴格的基底，因而限制了此技術的實際應用；（2）物理氣相沉積法：包括蒸發法、濺射法、離子鍍等，優點是工藝過程簡單、無污染、耗材少、成膜均勻致密，與基體的結合力強，但是，物理氣相沉積法要求材料必須氣化，這限制了其使用范圍；（3）化學氣相沉積法：沉積成膜裝置簡單，成膜所需的反應原料容易獲得，特別適用于在形狀復雜的零件表面和內孔鍍膜，但是，其沉積速率不高，容易腐蝕設備，且成膜溫度較高，因此在使用上有一定的限制。

1991年Decher等人提出了由帶相反電荷的聚電解質在液/固界面通過靜電作用層層交替（Layer-by-Layer，LBL）沉積形成多層復合薄膜的新技術，即層層自組裝（Layer-by-Layer?Self-Assembly，LbLSA）技術。所謂層層自組裝技術，即利用逐層交替沉積的方法，借助各層分子間的弱相互作用（如靜電引力、氫鍵、配位鍵等），使層與層自發地締和形成結構完整、性能穩定、具有某種特定功能的分子聚集體或超分子結構。層層自組裝技術具有許多優點，如制備技術簡單通用，不需要復雜、昂貴的儀器；成膜物質豐富；成膜驅動力的選擇較多；產物有序性高；制備的多層復合薄膜具有良好的機械和化學穩定性；薄膜的成分、尺寸、厚度和形貌可控等等，因此層層自組裝技術主要用于構筑納米尺度的超薄多層復合薄膜并實現膜的功能化。層層自組裝技術是一種非常安全、經濟、簡便的薄膜組裝方式，能夠在分子和材料水平上靈活地調控自組裝薄膜的結構，對于組裝功能化薄膜是一個非常好的選擇，一般來說，長鏈的分子能夠組成結構致密的薄膜，而短鏈的分子組成的薄膜有序性較差。現有用于催化C-C鍵偶聯反應的催化劑一般為鈀鹽，催化時用量較大，不僅浪費能源，而且污染環境，不符合綠色化學和可持續發展的要求。功能性物質如蛋白質、DNA、無機納米粒子、有機染料小分子和酶等的功能化多層復合薄膜已被成功制備。功能化薄膜具有吸附、催化、發光和光電特性等，可望在選擇性催化劑、模擬細胞行為、藥物緩釋、生物傳感器、選擇性滲透薄膜及電極材料等方面有廣泛的應用。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，針對現有技術的不足，提供一種制備過程簡單且成本低的可催化C-C鍵偶聯反應的多層復合薄膜的制備方法。

本發明為解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種可催化C-C鍵偶聯反應的多層復合薄膜的制備方法，包括以下步驟：

1）將濃硫酸和雙氧水以2～3:1的體積比組成混合溶液，將基底材料放入該混合溶液中，于40～90℃加熱20～60分鐘后取出，用蒸餾水反復清洗干凈；

2）將水、雙氧水和氫氧化銨以4～6:1～2:1～2的體積比組成混合溶液，將上述基底材料放入該混合溶液中，于40～80℃加熱20～50分鐘后取出，用蒸餾水反復清洗干凈，干燥；

3）將上述干燥的基底材料放入有機修飾劑溶液中，浸泡20～30分鐘后，取出基底材料并用蒸餾水反復清洗干凈，干燥；

4）將上述在有機修飾劑溶液中浸泡后的干燥的基底材料放入鈀鹽溶液、鉑鹽溶液或銅鹽溶液中，浸泡20～40分鐘后取出，用蒸餾水沖洗干凈，干燥，然后放入鉑配合物溶液中，浸泡20～40分鐘后取出，用蒸餾水沖洗干凈，干燥，在基底材料的表面形成一層薄膜；

5）重復步驟4）多次，在基底材料的表面形成多層薄膜，即為多層復合薄膜。

優選地，所述的有機修飾劑為聚二甲基硅氧烷、聚醚酰亞胺和聚酰亞胺中的任意一種。聚二甲基硅氧烷、聚醚酰亞胺或聚酰亞胺能夠改善薄膜的復合效果，使層層自組裝的多層復合薄膜的表面更均一，且表面的顆粒也更致密。

優選地，所述的有機修飾劑的濃度為10～15mg/mL。