[發(fā)明專利]一種具有電化學活性的復合膜材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410840900.7
• 申請日: 2014-12-30
• 公開（公告）號: CN104599847A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發(fā)明（設計）人: 王華;楊麗;李孔齋;魏永剛;祝星
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: H01G9/20
• 分類號: H01G9/20;H01M4/36;H01M4/60
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及一種具有電化學活性的復合膜材料的制備方法，屬于復合材料制備領域。

背景技術

新的有機薄膜，尤其是單分子層膜和多層膜的特有性質，對分子器件的研究提供了很多在科學和技術上富有挑戰(zhàn)性的機遇。分子薄膜的研究被看作是未來科學發(fā)展的一個浪潮。由于現(xiàn)代的器件正逐步地向分子水平邁進，因此在分子水平上進行信息處理和存儲的研究有著非常誘人的前景。目前分子自組裝在生物科學中主要應用在酶、蛋白質、DNA、縮氨酸、磷脂的生物分子自組裝膜。這些生物分子自組裝膜被廣泛應用于生物傳感器、分子器件、高效催化材料、醫(yī)用生物材料領域。

層層自組裝(layer?by?layer?self?assembly)是Decher等于上世紀90年代初提出的一種制備高分子薄膜的技術，一經(jīng)問世就受到廣泛的關注。層層自組裝是利用分子間的靜電、氫鍵、共價鍵等相互作用將高分子組裝成膜的技術，在器件制備、表面改性及生物醫(yī)學等諸多領域有廣泛應用。經(jīng)過二十年的發(fā)展，現(xiàn)已成為應用非常廣泛的高分子薄膜制備技術。層層組裝一般是基于兩個高分子之間的相互作用，因此層層組裝膜一般含有兩個以上的組分。利用層層組裝膜的這一特點，可以將各組分的特性結合在一起，從而使得到的膜表現(xiàn)出每個單一組分都不具備的獨特性質。但在一些情況下第二組分的存在也可能帶來副作用。在實際應用中高分子自組裝膜可能遇到各種不同的環(huán)境條件，這些環(huán)境條件包括不同的溫度、pＨ值以及不同的離子強度等。

釕最外層具有4d⁷5s¹結構，其離子常見價態(tài)為Ru(I)、Ru(II)和Ru(III)，釕易于形成六配位的配合物且本身價態(tài)變化豐富，使其擁有了豐富的理化性質。釕配合物熱力學穩(wěn)定性好、光化學光物理信息豐富、激發(fā)態(tài)反應活性高和壽命長及發(fā)光性能良好。因此其目前被廣泛應用于化學發(fā)光，電子轉移，非線性光學材料，分子光開關，分子識別，傳感器等領域的研究。同時釕配合物毒性低，易吸收并可很快排泄的使其在抗腫瘤方面有著巨大的應用。釕配合物本身在化工敏化催化方面也有著重要的意義。因此研究釕配合物對工業(yè)農(nóng)業(yè)國防醫(yī)藥都有重要意義。

目前國內對具有電化學活性的復合膜材料的制備方法的研究還未見報道。公開的分子膜的自組裝方法主要有：

公開號為CN?102432000?A的中國專利公開的“石墨烯/賴氨酸納米復合材料及其制備方法”中，利用賴氨酸銅的端氨基較小的空間位阻首先和氧化石墨上的環(huán)氧基發(fā)生反應，再通過還原氧化石墨得到層層自組裝的?Gs/Lys-Cu-Lys?納米復合材料，然后脫去銅離子，得到功能化的?Gs/Lys?納米復合材料。

公開號為CN?103854881?A的中國專利公開的“一種石墨烯/碳納米管復合電極的制備方法”中，將碳納米管在強酸中浸泡，回流處理，得到酰氯化碳納米管，接著將酰氯化碳納米管在乙二胺和甲苯混合溶液中回流處理，得到酰胺化碳納米管，將酰胺化碳納米管以及氧化石墨烯分別配置成分散液，最后將集流體在酰胺化碳納米管和氧化石墨烯分散液中交替浸泡，干燥后得到復合電極。該方法在高溫、真空條件下進行，需用到濃硫酸和濃硝酸等強酸溶液。

公開號為CN?102658111?A的中國專利公開的“層層自組裝法制備氧化鋅/硅藻土納米復合材料的方法”中，將堿的醇溶液緩慢滴加到醋酸鋅的醇溶液中，滴加完成后繼續(xù)攪拌，然后超聲分散得到?ZnO?溶膠，將硅藻土浸入上述?ZnO?溶膠中，攪拌、過濾、去離子水洗滌，然后浸入帶負電荷的聚電解質溶液中，攪拌、過濾，去離子水洗滌，重復上述過程，得到自組裝的?ZnO/硅藻土材料，將得到的產(chǎn)物烘干，然后下煅燒，即得氧化鋅/硅藻土納米復合材料。該方法在高溫條件下進行。

目前，分子膜自組裝法是一種有利于控制組裝結構和形態(tài)的有效方法，自組裝膜分子排列有序緊密，結構規(guī)整，但組裝過程復雜，對設備要求高，需在在干凈、密閉性較好的實驗室內進行。生成的膜大多對熱、化學環(huán)境、時間以及外部壓力的穩(wěn)定性差，同時膜的制備需要昂貴的膜槽和嚴格的基底，除基底外，溶液濃度、pH、清洗和吸附時間等均會影響組裝質量。而且，為使反應物與基片活性部分快速、有效地反應，要求配合物需在溶劑中有較好的溶解度。因而設計發(fā)明一種可定向、自組裝過程簡單且能形成穩(wěn)定性高、重復性好、膜層可調的分子膜方法十分必要。

發(fā)明內容