[發明專利]一種動態調控離子液體浸潤性的新方法

有效

• 申請號: 202010943176.6
• 申請日: 2020-09-09
• 公開（公告）號: CN112058614B
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發明（設計）人: 劉曉燕;劉洪亮;張亞文;陳勇
• 申請（專利權）人: 重慶科技學院
• 主分類號: B05D7/24
• 分類號: B05D7/24;B05D7/00;B05D3/02;C30B29/30
• 代理公司: 重慶為信知識產權代理事務所(普通合伙) 50216
• 代理人: 姚坤

本發明公開了一種動態調控離子液體浸潤性的新方法，首先沿垂直于c軸晶軸切割鐵電鈮酸鋰單晶，得到暴露+Z面和/或?Z面的鈮酸鋰單晶薄片，并對其進行清潔；將離子液體滴在所述鐵電鈮酸鋰單晶薄片的+Z面或?Z面；最后改變所述鐵電鈮酸鋰單晶薄片的溫度從而調控所述離子液體的浸潤性。采用本發明方案的顯著效果是通過對鐵電鈮酸鋰單晶薄片實施升、降溫操作來調控離子液體的浸潤性，由于離子液體具有不揮發性及很高的熱穩定性，升溫降溫對離子液體性能的影響可忽略，為離子液體浸潤性的動態調控提供了一種具有實際應用潛力的新方法。

技術領域

本發明涉及一種動態調控離子液體浸潤性的新方法，具體涉及一種利用鐵電單晶基底及其溫變來動態調控離子液體浸潤性的方法。

背景技術

離子液體是由陰陽離子組成的在下呈液態的新型材料。此類材料擁有許多優異的物理化學性能，如極低的飽和蒸汽壓、良好的熱穩定性、優良的離子導電性、寬的電化學窗口和良好的溶劑性等。它可以被應用于催化、電化學和電子器件等領域。在這些應用領域中，絕大多數過程都涉及離子液體的表面界面，特別是離子液體與固體基底的接觸界面，它控制著粒子(離子、原子、分子和基團等)的接觸、能量傳遞、電荷傳輸、載流子注入、氧化還原過程等。離子液體在固體表面的浸潤性對基于離子液體的材料或器件的性能影響至關重要；比如，離子液體在催化劑載體表面的浸潤性極大影響其催化效率；離子液體在電極表面的浸潤性是決定電化學器件最終性能的一個重要因素。因此，離子液體浸潤性的研究意義重大，將對基于離子液體的材料或器件的構筑起到重要的指導作用。接觸角是表征離子液體浸潤性的重要特征參數。目前對接觸角的調控方法主要有電浸潤和界面化學組成調控。界面化學組成調控是指在界面上引入特定的化學基團，通常不能實現動態調控離子液體的浸潤性。電浸潤(Electrowetting,EW)是通過改變液滴與絕緣基板之間電壓來改變液滴在基板上的接觸角，使液滴發生形變和位移，是目前動態調控離子液體浸潤性的常用方法。隨著電浸潤技術的不斷發展，出現了液體透鏡、數字微流控(DMF)、電子顯示器(e-paper電子紙)等許多先進設備和系統。然而至今為止，離子液體浸潤性的動態調控技術，無論是基礎理論研究還是應用研究都還處于初始階段。

發明內容

本發明提供了一種利用鐵電鈮酸鋰單晶的自發極化特性和熱釋電效應，通過對鈮酸鋰單晶薄片實施升溫或降溫改變其自發極化強度來調節極化表面電荷密度，從而動態調控離子液體在鈮酸鋰單晶薄片表面的浸潤性。

其技術方案如下：

一種動態調控離子液體浸潤性的新方法，其關鍵在于包括以下步驟：沿垂直于c軸晶軸切割鐵電鈮酸鋰單晶(Z切)，得到暴露+Z面和/或-Z面的鈮酸鋰單晶薄片，并對其進行清潔；

將離子液體滴在所述鐵電鈮酸鋰單晶薄片的+Z面或-Z面；

最后改變所述鐵電鈮酸鋰單晶薄片的溫度從而調控所述離子液體的浸潤性。

附圖說明

圖1為升溫和降溫時，[EMIM][NTf₂]在鈮酸鋰單晶薄片+Z面的接觸角-溫度曲線；

圖2為圖1中降溫過程對應的30℃、110℃、200℃時，[EMIM][NTf₂]液滴在鈮酸鋰單晶薄片+Z面上的實拍圖；

圖3為升溫和降溫時，[EMIM][NTf₂]在鈮酸鋰單晶薄片-Z面的接觸角-溫度曲線；

圖4為圖3中降溫過程對應的30℃、110℃、200℃時，[EMIM][NTf₂]液滴在鈮酸鋰單晶薄片-Z面上的實拍圖；

圖5為采用電浸潤法調控[EMIM][BF₄]離子液體在SiO₂基底表面接觸角時測繪的接觸角-外加電壓曲線；

具體實施方式

以下結合實施例和附圖對本發明作進一步說明。