[發明專利]一種酞菁與多金屬氧酸鹽三階非線性光學自組裝薄膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201410208859.1
• 申請日: 2014-05-16
• 公開（公告）號: CN103991257B
• 公開（公告）日: 2017-01-11
• 發明（設計）人: 周云山;屈寧寧;張立娟;史宗海
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: B32B27/30
• 分類號: B32B27/30;C03C17/42;C04B41/52;D06M13/21;D06M15/356;D06M11/13;D06M15/233;D06M11/70;D06M13/352
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司11275
• 代理人: 張水俤

1.一種酞菁與多金屬氧酸鹽三階非線性光學自組裝薄膜，其特征在于，該薄膜從下至上由基底、前驅膜和交替沉積層組成；所述前驅膜由聚烯丙基胺鹽酸鹽層和聚苯乙烯磺酸鈉層交替沉積而成，前驅膜最下層為聚苯乙烯磺酸鈉層且與基底連接，前驅膜最上層也為聚苯乙烯磺酸鈉層且與交替沉積層連接；所述的交替沉積層由多金屬氧酸鹽層和酞菁層交替沉積而成，其中交替沉積層的最下層為多金屬氧酸鹽層。

2.根據權利要求1所述的酞菁與多金屬氧酸鹽三階非線性光學自組裝薄膜的制備方法，其特征在于，其包括以下步驟：

(1)配制聚烯丙基胺鹽酸鹽和NaCl的水溶液，聚烯丙基胺鹽酸鹽的濃度為1.0×10^-2mol/L-1.0×10^-3mol/L，NaCl濃度為0.5-2M，用鹽酸調pH值為1-5；配制濃度為1.0×10^-2mol/L-1.0×10^-3mol/L的聚苯乙烯磺酸鈉水溶液；配制濃度為1.0×10^-4mol/L-1.0×10^-3mol/L的酞菁的DMF溶液；配制濃度為1.0×10^-2mol/L-1.0×10^-3mol/L的Keggin型多金屬氧酸鹽水溶液，用鹽酸調pH值為1-5；

(2)將處理后的基底放入聚烯丙基胺鹽酸鹽和NaCl的水溶液中，浸泡5-30min，取出后用去離子水洗凈氮氣吹干；

(3)然后將基底浸泡于聚苯乙烯磺酸鈉水溶液中5-30min，取出后用去離子水洗凈氮氣吹干；接著放入聚烯丙基胺鹽酸鹽和NaCl的水溶液中浸泡5-30min，取出后用去離子水將基底洗凈氮氣吹干；

(4)重復步驟(3)1-5次，在基底表面獲得前驅膜；

(5)將經步驟(3)或步驟(4)處理后的基底先后交替放入Keggin型多金屬氧酸鹽水溶液和酞菁的DMF溶液中進行浸泡5-30min，每次浸泡過Keggin型多金屬氧酸鹽水溶液的基底用去離子水洗凈氮氣吹干，每次浸泡過酞菁的DMF溶液的基底用DMF洗凈氮氣吹干，交替浸泡1-50次，即得到酞菁與多金屬氧酸鹽三階非線性光學自組裝薄膜。

3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述的聚烯丙基胺鹽酸鹽的重均分子量為15000-900000。

4.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述的聚苯乙烯磺酸鈉的重均分子量為70000-1000000。

5.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述的Keggin型多金屬氧酸鹽的化學式為：H_nXM_12-mM’_mO₄₀，其中X＝P、Si、Ge或As；M＝Mo或W；M’＝V或Nb；m＝0-3；n＝3-5。

6.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述的酞菁為2,9,16,23-四氨基銅酞菁。

7.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述的基底為石英片、單晶硅片、玻璃片或織物。

8.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述的基底處理方法為：基底為石英片、單晶硅片或玻璃片時，將基底置于體積比為7:3的濃H₂SO₄和雙氧水混合溶液中，在80℃下清洗1h，取出用去離子水洗凈，氮氣吹干；再將基底置于氨水、雙氧水、水的體積比為1：1：5的堿性溶液中，70℃下清洗1h，最后用去離子水沖洗干凈，氮氣吹干。

9.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述的基底處理方法為：基底為織物時，將織物浸入濃度為1M氯乙酸鈉的5wt％NaOH溶液中，1h后取出，用蒸餾水沖洗2-3次，去除未反應的殘留液，此時織物表面帶有羧基。