[發(fā)明專利]一種氮化碳薄膜材料及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811479853.2
• 申請日: 2018-12-05
• 公開（公告）號: CN109536918A
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉彥菊;冷勁松;王雪婷;張風(fēng)華
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C23C16/34
• 分類號: C23C16/34
• 代理公司: 北京隆源天恒知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11473
• 代理人: 閆冬;鞠永帥

本發(fā)明公開一種氮化碳薄膜材料的制備方法，涉及納米材料制備技術(shù)領(lǐng)域，包括如下步驟：將碳酸胍粉末加入至反應(yīng)器，用載玻片將所述反應(yīng)容器的出口進(jìn)行遮蓋，得到處理好的反應(yīng)容器；將所述處理好的反應(yīng)容器置入加熱裝置中，加熱至560℃～590℃，進(jìn)行恒溫加熱；所述恒溫加熱結(jié)束后，冷卻，得到沉積有氮化碳薄膜的載玻片；將所述氮化碳薄膜進(jìn)行剝落干燥處理，得到所述氮化碳薄膜材料。本發(fā)明提供的氮化碳薄膜材料的制備方法，制備過程簡單，制得的氮化碳薄膜材料為具有不同的層狀結(jié)構(gòu)的柔性薄膜材料，具有良好的濕度靈敏性，可以將周圍環(huán)境濕度的變化高效的轉(zhuǎn)化成自身的機(jī)械變形，材料性能優(yōu)異。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及納米材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種氮化碳薄膜材料及其制備方法。

背景技術(shù)

目前，隨著智能器件與智能設(shè)備的不斷的發(fā)展，對智能材料的研究與應(yīng)用，如記憶合金、納米發(fā)電機(jī)及仿生器件等越來越受到人們的關(guān)注。其中有一類材料可以在特定環(huán)境刺激下發(fā)生形變，即智能響應(yīng)驅(qū)動材料。一般情況下，這類智能響應(yīng)驅(qū)動材料由具有不同性質(zhì)的雙層或多層結(jié)構(gòu)組成，或材料中包含具有特定刺激響應(yīng)性能的分子或官能團(tuán)。在一定的外界刺激下，材料的各層結(jié)構(gòu)發(fā)生不同的變化，或材料內(nèi)部的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，使得材料產(chǎn)生一定的形變。而濕度作為重要的自然資源，在自然界中大量存在，如果能夠通過濕度響應(yīng)驅(qū)動材料將周圍環(huán)境中的濕度進(jìn)行收集，并進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成能源加以利用，這對于人類的生活必將產(chǎn)生重大影響。

雖然目前在濕度轉(zhuǎn)化方面的研究已取得了諸多進(jìn)展，但是已有的濕度響應(yīng)驅(qū)動材料對于濕度進(jìn)行響應(yīng)的靈敏度仍較低。

鑒于上述缺陷，本發(fā)明創(chuàng)作者經(jīng)過長時間的研究和實(shí)踐終于獲得了本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)缺陷，本發(fā)明采用的技術(shù)方案在于，提供一種氮化碳薄膜材料的制備方法，包括如下步驟：

將碳酸胍粉末加入至反應(yīng)容器，用載玻片將所述反應(yīng)容器的出口進(jìn)行遮蓋，得到處理好的反應(yīng)容器；

將所述處理好的反應(yīng)容器置入加熱裝置中，加熱至560℃～590℃，進(jìn)行恒溫加熱；

所述恒溫加熱結(jié)束后，冷卻，得到沉積有氮化碳薄膜的載玻片；

將所述氮化碳薄膜進(jìn)行剝落干燥處理，得到所述氮化碳薄膜材料。

可選地，所述用載玻片將所述反應(yīng)容器的出口進(jìn)行遮蓋后，還包括：用鋁箔紙對所述反應(yīng)容器進(jìn)行包裹。

可選地，所述將所述氮化碳薄膜進(jìn)行剝落干燥處理包括：將所述沉積有氮化碳薄膜的載玻片浸入去離子水中進(jìn)行浸泡；浸泡結(jié)束后，將所述氮化碳薄膜從所述載玻片上進(jìn)行剝落，并將剝落后的所述氮化碳薄膜轉(zhuǎn)移至襯底上，得到帶有氮化碳薄膜的襯底；將所述帶有氮化碳薄膜的襯底于室溫進(jìn)行干燥，得到所述氮化碳薄膜材料。

可選地，所述襯底為厚度為0.01mm～0.5mm的不銹鋼薄片。

可選地，所述加熱至560℃～590℃進(jìn)行恒溫加熱包括：以0.5℃/min～5℃/min的加熱速率加熱至560℃～590℃進(jìn)行恒溫加熱。

可選地，所述恒溫加熱時間范圍為0.5小時～3小時。

可選地，所述加熱裝置為管式石英爐；所述將所述處理好的反應(yīng)容器置入加熱裝置包括：將所述處理好的反應(yīng)容器置入管式石英管中，用雙層鋁箔紙封裝在所述管式石英管兩端端口，擰緊密封法蘭。

可選地，所述反應(yīng)容器為石英槽。

可選地，所述載玻片為經(jīng)過清潔處理的載玻片，所述載玻片的清潔處理包括：

配置食人魚溶液；

將載玻片放入配置好的所述食人魚溶液中，于80℃條件下進(jìn)行第一次浸泡；

所述第一次浸泡結(jié)束后，用超聲振蕩器對所述載玻片進(jìn)行第一次超聲振蕩清洗；