[發(fā)明專利]基于多巴胺改性的3C-SiC納米晶雜化薄膜的制備

有效

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• 申請日: 2013-11-28
• 公開（公告）號: CN103626402A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何芳;李鳳嬌;黃遠(yuǎn);陳利霞;李俊姣;丘曉文
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: C03C17/00
• 分類號: C03C17/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 程毓英

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體薄膜材料，特別涉及一種導(dǎo)電玻璃表面(ITO)制備多巴胺（Dopamine）改性的3C-SiC納米晶薄膜的制備。?

背景技術(shù)

碳化硅（SiC）一種IV-IV族共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)的二元化合物半導(dǎo)體，它是一種同質(zhì)多型體，它的同質(zhì)異型體多達(dá)200多種，常見的是3C-SiC，4H-SiC，6H-SiC等。3C-SiC禁帶寬度比較窄，約為2.3eV，在比較寬的可見光區(qū)（尤其是短波長）具有較高的發(fā)光效率。同時(shí)，作為一種典型的P型半導(dǎo)體，比一般的N型半導(dǎo)體（例如TiO₂﹑GaN等）具有更強(qiáng)的化學(xué)穩(wěn)定性。當(dāng)3C-SiC為超細(xì)納米晶時(shí)具有較好的光分解水性能。He等人采用全氟磺酸溶液作為粘結(jié)劑，將3C-SiC納米晶滴涂在玻碳電極上制成了具有光電極，獲得較好的光催化分解水性能，但膜層分布不均勻，且容易發(fā)生剝落，影響長期使用效果，因此，制備性能優(yōu)異的3C-SiC納米晶薄膜是使其獲得實(shí)際應(yīng)用的關(guān)鍵。?

多巴胺(Dopamine)是一種生物神經(jīng)遞質(zhì)，本身帶有負(fù)電的鄰苯二酚羥基官能團(tuán)和正電的氨基官能團(tuán)，幾乎可與表面具有正負(fù)電荷的任何物質(zhì)結(jié)合。多巴胺在堿性條件下能夠發(fā)生自聚-交聯(lián)反應(yīng)，在固體材料表面很容易形成緊密的聚多巴胺膜層，為固體材料的粘結(jié)和改性帶來便利條件。當(dāng)采用多巴胺對半導(dǎo)體材料進(jìn)行改性時(shí)，不僅可以提高半導(dǎo)體和基體之間的粘結(jié)性，同時(shí)能夠?yàn)殡娮拥膫鬏斕峁┩ǖ溃档桶雽?dǎo)體中光生電子-空穴的復(fù)合幾率，因此將多巴胺用于光催化半導(dǎo)體材料的改性可有效提高光電轉(zhuǎn)換效率。目前，關(guān)于利用多巴胺制備二氧化鈦納米薄膜材料的已有報(bào)道，但是未見有人將其應(yīng)用于3C-SiC納米晶薄膜的制備中。將導(dǎo)電玻璃浸泡在堿性條件下的多巴胺溶液中，導(dǎo)電玻璃表面會形成一層致密聚多巴胺層。同時(shí)，3C-SiC表面帶有負(fù)電，多巴胺能對3C-SiC納米晶表面進(jìn)行改性，使其表面帶有氨基官能團(tuán)。將具有多巴胺層的導(dǎo)電玻璃置于3C-SiC的多巴胺水溶液中，可以得到質(zhì)量較好的3C-SiC薄膜材料。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的的在于提出一種將多巴胺用于3C-SiC納米晶薄膜的制備方法。該方法過程簡單，且制備的薄膜結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，并具有較窄的帶隙，在光催化領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。?

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案加以實(shí)現(xiàn)的，其特征在于包括以下步驟：?

一種基于多巴胺改性的3C-SiC納米晶雜化薄膜的制備方法，包括下列步驟：?

1）清洗導(dǎo)電玻璃；?

2）配制pH=8-10的醋酸-醋酸鈉緩沖溶液；?

3）導(dǎo)電玻璃的改性：按照0.5-1.5mg：1mL的固液質(zhì)量體積比，將多巴胺溶解于溶入醋?酸-醋酸鈉緩沖溶液中，將清洗后的導(dǎo)電玻璃浸泡于上述溶液中，室溫下靜置24h以上。?

4）3C-SiC納米晶表面的改性：將適量平均粒徑為3nm的3C-SiC納米晶均勻分散于濃度為0.3-0.5mg/mL的多巴胺水溶液中制成懸浮液；?

5）3C-SiC納米晶薄膜的制備：將2）中改性后的導(dǎo)電玻璃置于4）中懸浮液中，在60-80℃的溫度下真空干燥，將溶劑蒸發(fā)，最后得到厚度為4-6μm的3C-SiC納米晶薄膜。?

附圖說明

圖1（a）為Dopamine改性的3C-SiC雜化納米晶薄膜的表面形貌（SEM)圖；?

圖1（b）為Dopamine改性的3C-SiC雜化納米晶薄膜的截面形貌（SEM)圖；?

圖2為Dopamine﹑3C-SiC以及Dopamine改性的3C-SiC雜化納米晶薄膜的紫外可見（UV-Vis）圖譜；?

圖3為Dopamine﹑3C-SiC以及Dopamine改性的3C-SiC雜化納米晶薄膜的傅立葉紅外（FTIR）圖譜。?

具體實(shí)施方案