[發(fā)明專利]一種無機-無機納米疊層復合膜的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710265519.6
• 申請日: 2017-04-21
• 公開（公告）號: CN107053784B
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發(fā)明（設計）人: 王建鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 王建鋒
• 主分類號: B32B9/04
• 分類號: B32B9/04;B32B9/00;B32B37/24;B32B38/18
• 代理公司: 北京冠和權(quán)律師事務所 11399
• 代理人: 李建華

本發(fā)明提供一種無機?無機納米疊層復合膜的制備方法。將納米材料粉末分散在能與水互溶的溶劑中形成均勻的分散液，將分散液注射到水表面，納米材料在水表面形成一層均勻透明的超薄膜，反復交替轉(zhuǎn)移兩種或兩種以上納米材料超薄膜至基底上，形成無機?無機納米疊層復合膜。這些納米雜化疊層復合薄膜由不同納米材料超薄膜交替堆疊而成，具有均勻有序的納米疊層結(jié)構(gòu)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及納米材料科學與技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及無機-無機納米復合薄膜領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在數(shù)十年的發(fā)展過程中，研究人員逐步對納米材料有了深入了解，從而在材料科學研究中取得了快速的發(fā)展。其中，無機-無機納米復合薄膜因具有獨特的物理性質(zhì)而得到了廣泛的應用，如在催化、傳感器、光電器件、納米生物技術(shù)、能量存儲和轉(zhuǎn)換等方面，納米膜材料都具有重要的科學和實際應用價值。納米薄膜材料的制備技術(shù)也逐步得到提高，如有化學氣相沉積、原子層沉積、膠體組裝和分子束外延等方法。然而這些方法一般對環(huán)境和設備具有較高的要求，使材料的制備過程受到限制，同時增加了材料的制備成本。為了實現(xiàn)多種功能集成，需要將兩種或兩種以上不同的納米材料進行均勻有序復合。此時，使用上述薄膜制備方法無法快捷有效地制備多組分均勻有序分布的納米雜化薄膜。

隨著納米制造技術(shù)的不斷發(fā)展，研究人員還發(fā)明了自組裝技術(shù)，為實現(xiàn)材料的高度有序整合提供了新思路。自組裝技術(shù)包括真空抽濾自組裝、Langmuir-Blodgett自組裝、界面輔助自組裝等。這些自組裝技術(shù)都能夠?qū)⒓{米材料整合，得到高度有序的結(jié)構(gòu)。然而，這些組裝技術(shù)只停留在實驗室階段，難以高效快速的制備大面積納米雜化薄膜。作為納米雜化薄膜材料，其分散性和結(jié)構(gòu)有序性是我們必須關(guān)注的，它關(guān)系到所構(gòu)建的納米雜化薄膜材料是否具備結(jié)構(gòu)單元材料的基本功能。因此，創(chuàng)新無機-無機納米雜化薄膜的制備方法還需要進一步探索。

為此，本發(fā)明主要解決了功能性納米薄膜材料中單元材料的穩(wěn)定性、分散性以及相互作用等方面的問題，可控制備均勻有序的納米雜化疊層薄膜。該薄膜能夠?qū)⑸鲜隽憔S、一維與二維材料的任意兩種或三種以上進行組合，同時將各單元材料的優(yōu)異性能集成，賦予材料多功能性。該方法的優(yōu)勢在于操作簡便，易于大規(guī)模制備，且制備過程易于控制。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提出一種制備納米雜化疊層復合膜的方法，步驟包括：

1)將納米纖維或納米片分散在可與水互溶的溶劑中，形成均勻的分散液；

2)將上述分散液注射到水表面，納米纖維或者納米片在水表面形成一層均勻透明的超薄膜；

3)將水表面形成的不同納米材料超薄膜交替轉(zhuǎn)移到基底上，得到納米纖維/納米纖維雜化疊層復合薄膜或者納米纖維/納米片雜化疊層復合薄膜或者納米片/納米片疊層復合薄膜。

進一步，本發(fā)明還提供一種無機-無機納米疊層復合膜的制備方法，所述無機-無機納米疊層復合膜由在水表面形成的不同無機納米材料超薄膜交替堆疊而成；具體制備步驟如下：

(1)將一種無機納米材料分散在能與水互溶的有機溶劑中，形成均勻的分散液，將分散液緩慢注射到水表面，無機納米材料在水表面形成一層均勻透明的超薄膜；

(2)將另一種無機納米材料分散在能與水互溶的有機溶劑中，形成均勻的分散液，將分散液緩慢注射到水表面，另一種無機納米材料在水表面形成一層均勻透明的超薄膜；

(3)將水表面形成的不同無機納米材料超薄膜交替轉(zhuǎn)移到基底上，得到無機-無機納米疊層復合膜。