本發(fā)明涉及一種納米/微米結(jié)構(gòu)自組裝薄膜的綠色制備方法,特別涉及一種可自支撐的超薄透明導(dǎo)電、包括多尺度納米/微米粒子或線的自組裝薄膜及其綠色制備方法和應(yīng)用,屬于材料科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
自組裝納米薄膜是具有一定功能特性的分子通過化學(xué)鍵作用、自發(fā)吸附在固一液、氣一液或氣一固界面,形成的熱力學(xué)穩(wěn)定且能量較低的有序薄膜,其主要特點(diǎn)是原位自發(fā)形成、熱力學(xué)穩(wěn)定、分子有序排列、高密度堆積和低缺陷濃度,可以通過人為設(shè)計(jì)分子結(jié)構(gòu)和表面結(jié)構(gòu)來獲得預(yù)期界面物理和化學(xué)性質(zhì)。自組裝薄膜制備技術(shù)主要包括靜電力自組裝、共價(jià)鍵自組裝、以及分子沉積自組裝等。
其中,空氣一水界面納米薄膜自組裝研究涵蓋基礎(chǔ)理論與實(shí)際應(yīng)用兩方面,涉及生物醫(yī)藥、生命科學(xué)如細(xì)胞膜、油漆涂料、食品如熱濃牛奶、熱濃豆?jié){冷卻后表面結(jié)膜,石油開采與加工、日用化工如洗滌劑、化妝品以及新型材料等諸多領(lǐng)域。空氣一水界面納米薄膜在制備制備透明導(dǎo)電膜、超疏水圖層、納米或微米有序陣列、納米粒子或納米線自組裝、納米催化劑制備、拉曼增強(qiáng)材料的制備、新型催化材料及光電材料等的制備提供新的途徑。
近年來,人們已研究出多種制備連續(xù)的納米/微米粒子及其改性物膜的方法。目前制備納米/微米粒子及其改性物膜的方法通常存在制備方法工藝復(fù)雜、設(shè)備要求高、需要使用有毒溶劑、不適合大規(guī)模生產(chǎn)的等缺陷。因此,如何開發(fā)出簡單、環(huán)保、高效制備出連續(xù)超薄的納米/微米粒子自組裝薄膜,是該領(lǐng)域科學(xué)工作者面臨的重要挑戰(zhàn)之一。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
鑒于現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明的主要目的在于提供一種可自支撐的超薄透明導(dǎo)電納米/微米結(jié)構(gòu)自組裝薄膜及其綠色制備方法和應(yīng)用。
為實(shí)現(xiàn)前述發(fā)明目的,本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括:
本發(fā)明的一些實(shí)施方案之中提供了一種超薄透明納米/微米結(jié)構(gòu)自組裝薄膜的綠色制備方法,其包括:
(1)將納米/微米結(jié)構(gòu)和/或納米/微米結(jié)構(gòu)的改性物分散于第一液相體系中形成納米/微米結(jié)構(gòu)分散液;
(2)以噴霧方式將納米/微米結(jié)構(gòu)分散液噴灑至第二液相體系表面,待第一液相體系揮發(fā)后,再移除該第二液相體系,獲得納米/微米結(jié)構(gòu)薄膜;
(3)利用液體表面張力對所述納米/微米結(jié)構(gòu)薄膜進(jìn)行擠壓處理,使所述納米/微米結(jié)構(gòu)薄膜在氣液界面上進(jìn)行自組裝而形成致密穩(wěn)定的納米/微米結(jié)構(gòu)薄膜,獲得結(jié)構(gòu)均勻可控的納米/微米結(jié)構(gòu)自組裝薄膜;
其中,所述納米/微米結(jié)構(gòu)和/或納米/微米結(jié)構(gòu)的改性物在第一液相體系中的分散度大于在第二液相體系中的分散度,且第一液相體系不能與第二液相體系互溶。
在一些實(shí)施例中,所述制備方法包括:將納米/微米結(jié)構(gòu)分散液噴灑至第二液相體系表面時,采用的噴霧速度為5ml/min~500ml/min。
在一些實(shí)施例中,所述制備方法包括:采用蠕動泵抽取方式將所述第二液相體系移除。
進(jìn)一步地,采用蠕動泵抽取所述第二液相體系的速率為5ml/min~20ml/min。
優(yōu)選的,所述擠壓處理的時間為5s~60s。
優(yōu)選的,所述擠壓處理采用的壓力為7.2~7.8mn/m。
在一些實(shí)施例中,所述制備方法還包括步驟(4):將所述超薄透明納米/微米結(jié)構(gòu)自組裝薄膜轉(zhuǎn)移至選定界面進(jìn)行自組裝形成由不同的結(jié)構(gòu)納米膜層層自組裝的混雜薄膜。
優(yōu)選的,所述混雜薄膜包括至少一種納米/微米結(jié)構(gòu)或納米/微米結(jié)構(gòu)的改性物。
進(jìn)一步地,所述制備方法還包括:循環(huán)重復(fù)進(jìn)行步驟(3)和/或步驟(4)兩次以上,直至獲得所需的超薄透明納米/微米結(jié)構(gòu)自組裝薄膜。
進(jìn)一步地,循環(huán)次數(shù)為5~10次。
進(jìn)一步地,所述納米/微米結(jié)構(gòu)和/或納米/微米結(jié)構(gòu)的改性物包括一維材料、二維材料或三維材料。
進(jìn)一步地,所述納米/微米結(jié)構(gòu)和/或納米/微米結(jié)構(gòu)的改性物至少有一個維度的尺寸大于1納米而小于1000微米。
進(jìn)一步地,所述納米/微米結(jié)構(gòu)包括納米/微米粒子和/或納米/微米線。
進(jìn)一步地,所述納米/微米粒子包括金屬納米粒子、金屬和/或非金屬氧化物粒子、聚合物粒子和納米碳材料中的任意一種或兩種以上的組合。
進(jìn)一步地,所述納米/微米結(jié)構(gòu)薄膜在氣液界面上的自組裝溫度為20~100℃,時間為10s~1000s。
本發(fā)明的一些實(shí)施方案之中還提供了由前述方法制備的超薄透明納米/微米結(jié)構(gòu)自組裝薄膜。
優(yōu)選的,所述薄膜的厚度為20nm~10μm,表面粗糙度小于1.5nm,透光率大于86%。
本發(fā)明的一些實(shí)施方案之中還提供了前述超薄透明納米/微米結(jié)構(gòu)自組裝薄膜于制備透明器件、透明導(dǎo)電膜、超疏水涂層、納米或微米有序陣列、納米粒子或納米線自組裝材料、納米催化劑材料或者拉曼增強(qiáng)材料中的用途。
例如,本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種裝置,其包含前述的超薄透明納米/微米結(jié)構(gòu)自組裝薄膜。
優(yōu)選的,所述裝置包括光學(xué)裝置、電子裝置或光電子裝置。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果至少在于:
1)本發(fā)明提供的超薄透明納米/微米結(jié)構(gòu)自組裝薄膜的綠色制備方法工藝簡單,易于實(shí)施,無需昂貴的制備儀器、高溫作用和催化劑,耗時少;
2)本發(fā)明提供的超薄透明納米/微米結(jié)構(gòu)自組裝薄膜的綠色制備方法通過控制納米/微米粒子及其改性物分散液的濃度可有效控制納米/微米粒子及其改性物薄膜的厚度;
3)本發(fā)明提供的超薄透明納米/微米結(jié)構(gòu)自組裝薄膜的綠色制備方法清洗中只使用乙醇和水,可降低納米/微米粒子及其改性物薄膜的表面污染,同時環(huán)境友好,簡單環(huán)保;
4)本發(fā)明制備得到的納米/微米粒子及其改性物導(dǎo)電薄膜具有很好的強(qiáng)度,可形成穩(wěn)定的自支撐結(jié)構(gòu);
5)本發(fā)明制備得到的納米/微米粒子及其改性物導(dǎo)電薄膜導(dǎo)電性能良好、透明度較高,可應(yīng)用于透明或?qū)щ娖骷稀?/p>
總之,本發(fā)明制備的納米/微米粒子及其改性物薄膜綜合性能良好可廣泛使用在光、電器件上。同時本發(fā)明的制備方法工藝流程簡單、操作方便、對環(huán)境因素要求低,且不造成任何影響,滿足工業(yè)大面積、大批量生產(chǎn)需求,效果明顯,可大規(guī)模連續(xù)收集納米/微米粒子及其改性物薄膜。
附圖說明
圖1-圖2分別是本發(fā)明實(shí)施例1中制備超薄透明聚苯乙烯微球自組裝薄膜的過程示意圖。
圖3是本發(fā)明實(shí)施例1中所獲超薄透明聚苯乙烯微球自組裝薄膜的實(shí)物照片圖。
圖4是本發(fā)明實(shí)施例1中所獲超薄透明聚苯乙烯微球自組裝薄膜的掃描電子顯微鏡。
具體實(shí)施方式
下文將對本發(fā)明的技術(shù)方案作更為詳盡的解釋說明。但是,應(yīng)當(dāng)理解,在本發(fā)明范圍內(nèi),本發(fā)明的上述各技術(shù)特征和在下文(如實(shí)施例)中具體描述的各技術(shù)特征之間都可以互相組合,從而構(gòu)成新的或優(yōu)選的技術(shù)方案。限于篇幅,在此不再一一累述。
如前所述,鑒于現(xiàn)有技術(shù)的諸多不足,本案發(fā)明人經(jīng)過長期而深入的研究和大量實(shí)踐,得以提出本發(fā)明的技術(shù)方案,其主要是基于尺寸在幾納米至幾百微米的粒子(或線)通過簡單的噴霧法使這些粒子/線在氣—液界面自組裝成超薄薄膜的一種綠色制備方法。例如,使用納米/微米粒子及其改性物的分散液將其通過噴霧器噴到液面,然后通過擠壓表面的粒子形成致密的超薄膜。如下將結(jié)合附圖對該技術(shù)方案、其實(shí)施過程及原理等作進(jìn)一步的解釋說明。
本發(fā)明提供了一種超薄透明納米/微米結(jié)構(gòu)自組裝薄膜的制備方法,其薄膜的厚度、透明度、導(dǎo)電性可以通過噴入納米/微米結(jié)構(gòu)分散液的量和納米/微米結(jié)構(gòu)和/或其改性物的濃度來調(diào)節(jié)。
本發(fā)明實(shí)施例的一個方面提供了一種超薄透明納米/微米結(jié)構(gòu)自組裝薄膜的綠色制備方法,其包括:
(1)將納米/微米結(jié)構(gòu)(應(yīng)被理解為納米結(jié)構(gòu)、微米結(jié)構(gòu)或兩者的復(fù)合結(jié)構(gòu))和/或納米/微米結(jié)構(gòu)的改性物分散于第一液相體系中形成納米/微米結(jié)構(gòu)分散液;
(2)以噴霧方式將納米/微米結(jié)構(gòu)分散液噴灑至第二液相體系表面,待第一液相體系揮發(fā)后,再移除該第二液相體系,獲得納米/微米結(jié)構(gòu)薄膜;
(3)利用液體表面張力對所述納米/微米結(jié)構(gòu)薄膜進(jìn)行擠壓處理,使所述納米/微米結(jié)構(gòu)薄膜在氣液界面上進(jìn)行自組裝而形成致密穩(wěn)定的納米/微米結(jié)構(gòu)薄膜,獲得結(jié)構(gòu)均勻可控的納米/微米結(jié)構(gòu)自組裝薄膜;
其中,所述納米/微米結(jié)構(gòu)和/或納米/微米結(jié)構(gòu)的改性物在第一液相體系中的分散度大于在第二液相體系中的分散度,且第一液相體系不能與第二液相體系互溶。
其中,所述第一液相體系優(yōu)選為易揮發(fā)性液相體系。
其中,所述納米/微米結(jié)構(gòu)和/或納米/微米結(jié)構(gòu)的改性物為一維、二維或三維材料。
在一些實(shí)施例中,所述制備方法包括:將納米/微米結(jié)構(gòu)分散液噴灑至第二液相體系表面時,采用的噴霧速度為5ml/min~500ml/min。
進(jìn)一步地,將納米/微米結(jié)構(gòu)分散液噴灑至第二液相體系表面時,噴頭產(chǎn)生的噴霧面積與制備的所述納米/微米結(jié)構(gòu)薄膜的成膜面積(即制備的目標(biāo)薄膜面積)相同或接近。
進(jìn)一步地,在噴霧過程中,噴灑的液滴的尺寸為5*10-3mm~5*10-1mm。
在一些實(shí)施例中,所述制備方法包括:采用蠕動泵抽取方式將所述第二液相體系移除。
進(jìn)一步地,采用蠕動泵抽取所述第二液相體系的速率為5ml/min~20ml/min。
優(yōu)選的,所述擠壓處理的時間為5s~60s。
優(yōu)選的,所述擠壓處理采用的壓力為7.2~7.8mn/m。
在一些實(shí)施例中,所述制備方法還包括步驟(4):將所述超薄透明納米/微米結(jié)構(gòu)自組裝薄膜轉(zhuǎn)移至其他選定界面(固相界面或液相界面)進(jìn)行自組裝形成由不同的結(jié)構(gòu)納米膜層層自組裝的混雜薄膜。
優(yōu)選的,所述混雜薄膜包括至少一種納米/微米結(jié)構(gòu)或納米/微米結(jié)構(gòu)的改性物。
進(jìn)一步地,所述制備方法還包括:循環(huán)重復(fù)進(jìn)行步驟(3)和/或步驟(4)兩次以上,直至獲得所需的超薄透明納米/微米結(jié)構(gòu)自組裝薄膜。
進(jìn)一步地,循環(huán)次數(shù)為5~10次。
在一些實(shí)施例中,所述制備方法還包括:將納米/微米結(jié)構(gòu)和/或納米/微米結(jié)構(gòu)的改性物加入第一液相體系中,進(jìn)行超聲分散,形成納米/微米結(jié)構(gòu)分散液。
進(jìn)一步地,所述超聲分散的時間為0.5~20h。
優(yōu)選的,所述第一液相體系包括乙醇、丙醇、丙三醇和水等中的任意一種或兩種以上的組合,但不限于此,其中組合時需要注意組分不能與第二液相體系互溶。
優(yōu)選的,所述納米/微米結(jié)構(gòu)分散液的濃度為0.005mg/ml~2.0mg/ml。通過控制納米/微米粒子及其改性物分散液的濃度可有效控制納米/微米粒子及其改性物薄膜的厚度。
在一些實(shí)施例中,所述納米/微米結(jié)構(gòu)的改性物由納米/微米結(jié)構(gòu)與改性劑經(jīng)共混或接枝反應(yīng)形成。
優(yōu)選的,所述納米/微米結(jié)構(gòu)的改性物包括有機(jī)物和/或無機(jī)物。
優(yōu)選的,所述納米/微米結(jié)構(gòu)的改性物的制備方法包括:使包含納米/微米結(jié)構(gòu)和改性劑的均勻混合反應(yīng)體系于40~60℃反應(yīng)4~7h,離心,干燥。
優(yōu)選的,所述改性劑包括齊聚物和/或聚合物生物大分子。
進(jìn)一步地,所述納米/微米結(jié)構(gòu)的改性物包含的改性基團(tuán)包括-nh2、-cooh和-oh等中的任意一種或兩種以上的組合,但不限于此。
進(jìn)一步地,所述納米/微米結(jié)構(gòu)和/或納米/微米結(jié)構(gòu)的改性物包括一維材料、二維材料或三維材料。
進(jìn)一步地,所述納米/微米結(jié)構(gòu)和/或納米/微米結(jié)構(gòu)的改性物至少有一個維度的尺寸大于1納米而小于1000微米(在幾納米至幾百微米之間)。
進(jìn)一步地,所述納米/微米結(jié)構(gòu)包括納米/微米粒子(納米粒子、微米粒子或兩者的復(fù)合結(jié)構(gòu))和/或納米/微米線(納米線、微米線或兩者的復(fù)合結(jié)構(gòu))。
進(jìn)一步地,所述納米/微米粒子包括金屬納米粒子,例如,納米金或納米銀粒子等;還可以包括金屬及非金屬氧化物粒子,例如,二氧化硅納米粒子、二氧化鈦納米粒子、四氧化三鐵磁性納米粒子等;還可以包括聚合物粒子,例如,聚苯乙烯微球及其改性物等;還可以包括納米碳材料,例如,碳納米管、石墨烯、巴基球、炭黑顆粒等,但不限于此。
在一些實(shí)施例中,所述第二液相體系包括水、二硫化碳、氯仿、離子液體等有機(jī)溶劑,其中組合時需要注意組分不能與第一液相體系互溶。
進(jìn)一步地,所述納米/微米結(jié)構(gòu)薄膜在氣液界面上的自組裝溫度為20~100℃,時間為10s~1000s。
在一更為具體的實(shí)施案例之中,所述的制備方法包括:
1)提供一種或多種納米/微米粒子,或者其改性物;
2)將所述納米/微米粒子均勻的分散在一定的溶劑中;
3)通過噴霧的方法分散液噴到溶液的表面;
4)通過蠕動泵或其他儀器或材料抽出溶液從而得到納米/微米粒子薄膜;
5)將所述的納米/微米粒子薄膜在氣液界面上進(jìn)行自組裝形成致密而穩(wěn)定的薄膜;
6)將形成薄膜轉(zhuǎn)移至其他界面自組裝進(jìn)一步形成混雜薄膜;
7)經(jīng)過循環(huán),以形成多層由一種或多種納米/微米粒子組成的混雜薄膜。
而在一更為具體的實(shí)施方案之中,該制備方法進(jìn)一步可以包括:
1、取一定量的納米/微米粒子及其改性物,加入一定量的功能化改性劑,40~60℃水浴4h~7h,離心,干燥。
2、將功能化的納米/微米粒子及其改性物用一定溶劑進(jìn)行超聲分散,濃度為0.05mg/ml~2mg/ml,得到納米/微米粒子及其改性物分散液;
3、將步驟2所得的納米/微米粒子及其改性物分散液通過噴霧器噴到一定溶液的界面,隨后再通過蠕動泵以一定的速率將溶液抽出,從而形成了厚度均勻、透明的納米/微米粒子及其改性物薄膜;
4、將步驟3所得的均勻、透明的納米/微米粒子及其改性物薄膜通過蠕動泵等物體吸取界面液體的方法擠壓,形成均勻、透明致密的納米/微米粒子及其改性物薄膜;
5、將步驟4所得的納米/微米粒子及其改性物雜化薄膜進(jìn)一步轉(zhuǎn)移至任何固體界面;
6、將步驟5所得的納米/微米粒子及其改性物雜化薄膜靜置,干燥,重復(fù)操作步驟4和步驟5,從而得到一種可自支撐的超薄透明導(dǎo)電納米/微米粒子及其改性物薄膜。
本發(fā)明提供的超薄透明納米/微米結(jié)構(gòu)自組裝薄膜的綠色制備方法清洗中只使用乙醇和水,可降低納米/微米粒子及其改性物薄膜的表面污染,同時環(huán)境友好,簡單環(huán)保。
本發(fā)明提供的超薄透明納米/微米結(jié)構(gòu)自組裝薄膜的綠色制備方法工藝簡單,易于實(shí)施,無需昂貴的制備儀器、高溫作用和催化劑,耗時少。
本發(fā)明實(shí)施例的另一個方面還提供了由前述方法制備的超薄透明納米/微米結(jié)構(gòu)自組裝薄膜。
優(yōu)選的,所述薄膜的厚度為20nm~10μm,表面粗糙度小于1.5nm,透光率大于86%,其結(jié)果可滿足于透明器件等的制備。
進(jìn)一步地,所述薄膜包括由納米/微米結(jié)構(gòu)和/或納米/微米結(jié)構(gòu)的改性物構(gòu)成的納米/微米結(jié)構(gòu)陣列和/或納米/微米結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。
在一些實(shí)施例中,所述納米/微米結(jié)構(gòu)的改性物由納米/微米結(jié)構(gòu)與改性劑經(jīng)共混或接枝反應(yīng)形成。
優(yōu)選的,所述納米/微米結(jié)構(gòu)的改性物包括有機(jī)物和/或無機(jī)物。
進(jìn)一步地,所述納米/微米結(jié)構(gòu)包括納米/微米粒子(納米粒子、微米粒子或兩者的復(fù)合結(jié)構(gòu))和/或納米/微米線(納米線、微米線或兩者的復(fù)合結(jié)構(gòu))。
本發(fā)明實(shí)施例的另一個方面還提供了前述超薄透明納米/微米結(jié)構(gòu)自組裝薄膜于制備透明器件、透明導(dǎo)電膜、超疏水涂層、納米或微米有序陣列、納米粒子或納米線自組裝材料、納米催化劑材料或者拉曼增強(qiáng)材料等方面有潛在的應(yīng)用價(jià)值。
例如,本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種裝置,其包含前述的超薄透明納米/微米結(jié)構(gòu)自組裝薄膜。
優(yōu)選的,所述裝置包括光學(xué)裝置、電子裝置或光電子裝置。
藉由上述技術(shù)方案,本發(fā)明所獲納米/微米粒子及其改性物導(dǎo)電薄膜具有很好的強(qiáng)度,可形成穩(wěn)定的自支撐結(jié)構(gòu);且導(dǎo)電性能良好、透明度較高,可應(yīng)用于透明或?qū)щ娖骷稀?/p>
總之,本發(fā)明制備的納米/微米粒子及其改性物薄膜綜合性能良好可廣泛使用在光、電器件上。同時本發(fā)明的制備方法工藝流程簡單、操作方便、對環(huán)境因素要求低,且不造成任何影響,滿足工業(yè)大面積、大批量生產(chǎn)需求,效果明顯,可大規(guī)模連續(xù)收集納米/微米粒子及其改性物薄膜。
以下結(jié)合若干優(yōu)選實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的解釋說明。
實(shí)施例1
1、如圖1和圖2所示,取一定量的聚苯乙烯微球用一定的乙醇進(jìn)行超聲分散,濃度是2mg/ml;
2、將步驟1所得的聚苯乙烯微球分散液通過噴霧器以5ml/min的噴霧速度噴到水的界面,在噴霧過程中,噴灑的液滴的尺寸為5*10-3mm,隨后再通過蠕動泵以5ml/min的速率將溶液抽出,在溫度為20~60℃范圍自組裝800s,形成厚度為5~10μm的聚苯乙烯微球薄膜;
3、將步驟2所得的均勻、透明的聚苯乙烯微球薄膜通過蠕動泵等物體吸取界面液體的方法以7.2mn/m的壓力擠壓60s,在40℃下自組裝800s,形成均勻、透明致密的聚苯乙烯微球薄膜;
4、將步驟3所得的聚苯乙烯微球薄膜進(jìn)一步轉(zhuǎn)移至任何固體界面;
5、將步驟4所得的聚苯乙烯微球薄膜靜置,干燥,重復(fù)操作步驟4,從而得到一種可自支撐的超薄厚度均一聚苯乙烯微球薄膜,其厚度為10μm,表面粗糙度小于1.5nm,透光率大于86%,其形貌結(jié)構(gòu)表征圖譜參見圖3和圖4。
經(jīng)測試,本實(shí)施例制備的聚苯乙烯微球薄膜綜合性能良好,可廣泛使用在光、電器件上。同時本方法工藝流程簡單、操作方便、對環(huán)境因素要求低,且不造成任何影響,滿足工業(yè)大面積、大批量生產(chǎn)需求。
實(shí)施例2
1、取一定量的納米金修飾聚苯乙烯微球用一定的乙醇進(jìn)行超聲分散,濃度是0.05mg/ml;
2、將步驟1所得的納米金修飾聚苯乙烯微球分散液通過噴霧器以200ml/min的噴霧速度噴到二硫化碳的界面,在噴霧過程中,噴灑的液滴的尺寸為5*10-1mm,隨后再通過蠕動泵以20ml/min的速率將溶液抽出,從而形成了厚度為5~10μm的納米金修飾聚苯乙烯微球薄膜;
3、將步驟2所得的均勻、透明的納米金修飾聚苯乙烯微球薄膜通過蠕動泵等物體吸取界面液體的方法以7.8mn/m的壓力擠壓5s,在20℃下自組裝1000s,形成導(dǎo)電均勻、透明致密的納米金修飾聚苯乙烯微球薄膜;
4、將步驟3所得的聚苯乙烯微球薄膜進(jìn)一步轉(zhuǎn)移至任何固體界面;
5、將步驟4所得的納米金修飾聚苯乙烯微球薄膜靜置,干燥,重復(fù)操作步驟4,從而得到一種可自支撐的超薄厚度均一納米金修飾聚苯乙烯微球薄膜,其厚度為5μm,表面粗糙度小于1.5nm,透光率大于86%。
經(jīng)測試,本實(shí)施例制備的納米金修飾聚苯乙烯微球薄膜綜合性能良好,可廣泛使用在光、電器件上。同時本方法工藝流程簡單、操作方便、對環(huán)境因素要求低,且不造成任何影響,滿足工業(yè)大面積、大批量生產(chǎn)需求。
實(shí)施例3
1、取一定量的納米炭黑顆粒用一定的丙醇進(jìn)行超聲分散,濃度是0.005mg/ml;
2、將步驟1所得的納米炭黑顆粒分散液通過噴霧器以500ml/min的噴霧速度噴到氯仿的界面,在噴霧過程中,噴灑的液滴的尺寸為5*10-2mm,隨后再通過蠕動泵以10ml/min的速率將溶液抽出,從而形成了厚度為50~300nm的納米炭黑薄膜;
3、將步驟2所得的均勻、透明的納米炭黑薄膜通過蠕動泵等物體吸取界面液體的方法以7.5mn/m的壓力擠壓30s,在100℃下自組裝10s,形成導(dǎo)電均勻、透明致密的納米炭黑顆粒薄膜;
4、將步驟3所得的納米炭黑顆粒薄膜進(jìn)一步轉(zhuǎn)移至任何固體界面;
5、將步驟4所得的納米炭黑顆粒薄膜靜置,干燥,重復(fù)操作步驟4,從而得到一種可自支撐的超薄厚度均一納米炭黑顆粒薄膜,其厚度為50nm。
經(jīng)測試,本實(shí)施例制備的炭黑顆粒薄膜綜合性能良好,粗糙度小于1.5nm,透明度可高于86%,導(dǎo)電率高于500~3000s/m,可廣泛使用在光、電器件上。同時本方法工藝流程簡單、操作方便、對環(huán)境因素要求低,且不造成任何影響,滿足工業(yè)大面積、大批量生產(chǎn)需求。
實(shí)施例4
1、取一定量的納米銀修飾的二氧化硅納米粒子用一定的丙三醇進(jìn)行超聲分散,濃度是0.05mg/ml;
2、將步驟1所得的納米銀修飾的二氧化硅納米粒子分散液通過噴霧器以100ml/min的噴霧速度噴到離子液體的界面,在噴霧過程中,噴灑的液滴的尺寸為8*10-2mm,隨后再通過蠕動泵以15ml/min的速率將溶液抽出,從而形成了納米銀修飾的二氧化硅納米粒子薄膜;
3、將步驟2所得的均勻、透明的納米銀修飾的二氧化硅納米粒子薄膜通過蠕動泵等物體吸取界面液體的方法以7.6mn/m的壓力擠壓20s,在80℃下自組裝100s,形成導(dǎo)電均勻、透明致密的納米銀修飾的二氧化硅納米粒子薄膜;
4、將步驟3所得的納米銀修飾的二氧化硅納米粒子薄膜進(jìn)一步轉(zhuǎn)移至任何固體界面;
5、將步驟4所得的納米銀修飾的二氧化硅納米粒子薄膜靜置,干燥,重復(fù)操作步驟4,從而得到一種可自支撐的超薄厚度均一納米銀修飾的二氧化硅納米粒子薄膜,其厚度為20nm。
經(jīng)測試,本實(shí)施例制備的納米銀修飾的二氧化硅納米粒子薄膜綜合性能良好,粗糙度小于1.5nm,透明度可高于86%,導(dǎo)電率高于500~3000s/m,可廣泛使用在光、電器件上。同時本方法工藝流程簡單、操作方便、對環(huán)境因素要求低,且不造成任何影響,滿足工業(yè)大面積、大批量生產(chǎn)需求。
對照例
本對照例采用傳統(tǒng)刮涂法制備納米炭黑薄膜
1、取一定量的納米炭黑顆粒用一定的聚合物溶液(如2%pvdf的磷酸三乙酯溶液)進(jìn)行超聲分散,濃度是0.05mg/ml;
2、將步驟1所得的納米炭黑顆粒分散液通過刮涂法制備在聚四氟乙烯表面。
3、將步驟2所得的納米炭黑顆粒薄膜靜置,干燥,從而得到一種炭黑顆粒薄膜,干燥后形成了厚度為5~100um的納米炭黑薄膜;
4、將步驟3所得的納米炭黑顆薄膜進(jìn)一步轉(zhuǎn)移至任何固體界面;
5、將步驟4所得的納米炭黑顆粒薄膜靜置,干燥,重復(fù)操作步驟4,從而得到一種可自支撐的炭黑顆粒復(fù)合薄膜。
經(jīng)測試,該方法得到的薄膜的粗糙度大于1μm,透明度低于10%,幾乎不導(dǎo)電,很難轉(zhuǎn)移。
藉由上述技術(shù)方案,本發(fā)明制備的納米/微米粒子及其改性物薄膜綜合性能良好可廣泛使用在光、電器件上;同時本發(fā)明制備工藝流程簡單、操作方便、對環(huán)境因素要求低,且不造成任何影響,滿足工業(yè)大面積、大批量生產(chǎn)需求。
此外,本案發(fā)明人還利用前文所列出的其它原料以及其它工藝條件等替代實(shí)施例1-4中的各種原料及相應(yīng)工藝條件進(jìn)行了相應(yīng)試驗(yàn),所獲超薄透明納米/微米結(jié)構(gòu)自組裝薄膜的形貌、性能等亦較為理想,基本與實(shí)施例1產(chǎn)品相似。
最后所應(yīng)說明的是,以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制。盡管參照實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解,對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換,都不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍,其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。