[發明專利]一種氧化鋯噴墨打印墨水及制備氧化鋯納米晶薄膜的方法

在審

• 申請號: 201810958604.5
• 申請日: 2018-08-22
• 公開（公告）號: CN109266099A
• 公開（公告）日: 2019-01-25
• 發明（設計）人: 寧洪龍;朱鎮南;姚日暉;蔡煒;魏靖林;周尚雄;袁煒健;李志航;史沐楊;彭俊彪
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C09D11/38
• 分類號: C09D11/38;C09D11/30;C23C18/12
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 羅嘯秋

本發明屬于印刷電子材料技術領域，公開了一種氧化鋯噴墨打印墨水及制備氧化鋯納米晶薄膜的方法。所述噴墨打印墨水由乙二醇、八水氧氯化鋯和聚丙烯酰胺組成。將氧化鋯噴墨打印墨水通過噴墨打印制備成液膜，靜置，待液膜完全凝膠后，將薄膜置于烘箱在70～80℃下干燥5～10h，然后升溫至300～400℃退火處理，得到氧化鋯納米晶薄膜。本發明通過在體系引入聚合物聚丙烯酰胺，使墨水在升溫后發生凝膠化反應從而形成凝膠網絡，為氧化物前驅體提供反應位點，使其更容易在低溫下形成氧化物結構乃至結晶。同時聚合物的熱分解能夠產生局部高溫，進一步促進氧化物的結晶。

技術領域

本發明屬于印刷電子材料技術領域，具體涉及一種氧化鋯噴墨打印墨水及制備氧化鋯納米晶薄膜的方法。

背景技術

誘導氧化物結晶取向的方法通常分為沉積工藝、基底、添加誘導物質等幾個方面。沉積工藝是指一些真空設備能夠以極高的精度沉積材料，通過精確地控制來實現特定的結晶形式。基底是指選用一些原本就具有特定結晶取向的晶體材料作為基底，使得沉積在上面的材料也按照給定的取向擇優生長，或者對基底表面進行修飾，使其對氧化物的生長產生作用。添加誘導物質常見于溶液法工藝中，通過添加具有特定結構的物質，通常是高聚物，對氧化物的結晶取向產生影響。

上述方法中，精確控制沉積材料結構的真空設備成本極為高昂，能耗大，與當今綠色環保的主旨相悖。基底對于材料的影響深度極為有限，因此會限制生長材料的厚度。添加誘導物質在溶液法中有著廣泛應用，且根據選用物質的不同能夠實現多種誘導結果，但該方法目前在噴墨打印領域少有報導。

發明內容

針對以上現有技術存在的缺點和不足之處，本發明的首要目的在于提供一種氧化鋯噴墨打印墨水。

本發明的再一目的在于提供上述氧化鋯噴墨打印墨水的制備方法。

本發明的另一目的在于提供一種采用上述氧化鋯噴墨打印墨水及制備氧化鋯納米晶薄膜的方法。

本發明目的通過以下技術方案實現：

一種氧化鋯噴墨打印墨水，由乙二醇、八水氧氯化鋯和聚丙烯酰胺組成。

優選地，所述聚丙烯酰胺的平均分子量為20000～40000。

優選地，所述聚丙烯酰胺的質量分數為0.3％～0.5％，八水氧氯化鋯的摩爾濃度為0.3～0.5M。

上述氧化鋯噴墨打印墨水的制備方法，包括如下制備步驟：

將聚丙烯酰胺加入到乙二醇溶劑中，40～50℃下攪拌3～5h使其充分溶解，然后加入八水合氯氧化鋯攪拌溶解，陳化10～24h后得到氧化鋯噴墨打印墨水。

采用上述氧化鋯噴墨打印墨水制備氧化鋯納米晶薄膜的方法，包括如下步驟：

將氧化鋯噴墨打印墨水通過噴墨打印制備成液膜，靜置，待液膜完全凝膠后，將薄膜置于烘箱在70～80℃下干燥5～10h，然后升溫至300～400℃退火處理，得到氧化鋯納米晶薄膜。

優選地，所述噴墨打印條件為：基板溫度為25～30℃，噴頭電壓為30～40V，噴頭溫度為55～65℃，墨滴間距為30～45μm。

優選地，所述靜置時間為20～40min，退火處理的時間為1h。

相對于現有技術，本發明具有如下優點及有益效果：

本發明通過在體系引入聚合物聚丙烯酰胺，使墨水在升溫后發生凝膠化反應從而形成凝膠網絡，為氧化物前驅體提供反應位點，使其更容易在低溫下形成氧化物結構乃至結晶，并使得前驅體沿特定取向發生聚合反應，從而實現了結晶的擇優取向。同時聚合物的熱分解能夠產生局部高溫，進一步促進氧化物的結晶。該墨水體系能夠以較為低廉的設備成本實現特殊取向氧化物薄膜的沉積制備。

附圖說明