[发明专利]一种高分子和无机纳米粒子杂化薄膜及其制备方法

权利要求书

1.一种高分子和无机纳米粒子杂化薄膜，其特征是：所述的高分子和无机纳米粒子杂化薄膜是在高分子聚合物膜中均匀分散有无机纳米粒子，所述的无机纳米粒子占所述聚合物膜的质量百分比为30-50wt%；

所述的高分子聚合物是聚乙烯苯酚、聚乙烯醇缩丁醛、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、醋酸纤维素、聚甲基丙烯酸甲酯、3-羟基丁酸与3-羟基戊酸共聚酯、聚己内酯、聚碳酸酯、聚苯胺、聚丙烯腈、聚苯乙烯或聚对苯二甲酸乙二醇酯；

所述的无机纳米粒子是ZnO、MoO₂、SnO₂纳米粒子；纳米粒子直径范围为5～350nm。

2.根据权利要求1所述的一种高分子和无机纳米粒子杂化薄膜，其特征在于，所述的薄膜厚度为0.08～0.12mm，厚度误差为±0.002mm。

3.一种高分子和无机纳米粒子杂化薄膜的制备方法，其特征是包括以下步骤：

1）将高分子A的粉末溶于溶剂中制成高分子A的溶液，并将高分子A的溶液低温保存1至2小时；所述的低温为-35～0℃；

2）将浓度为50～99.5wt%的酸B与醇混合，制成酸B的醇溶液；

3）将金属醇盐C溶于醇中制成金属醇盐C的醇溶液；

4）再将步骤（2）中制得的酸B的醇溶液在搅拌的条件下缓慢加入金属醇盐C的醇溶液中，制成金属醇盐C的纳米金属氧化物D的醇溶液，后将纳米金属氧化物D的醇溶液低温保存1至2小时；

5）将低温保存后的纳米金属氧化物D的醇溶液在搅拌的条件下加入高分子A的溶液中，制成高分子和纳米粒子杂化溶液E，并且在溶液E凝胶化之前，将溶液E浇注至培养皿中，将培养皿放入干燥箱中干燥成膜；即得到高分子和无机纳米粒子杂化薄膜；

其中，

所述的高分子是指高分子化合物聚乙烯苯酚、聚乙烯醇缩丁醛、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、醋酸纤维素、聚甲基丙烯酸甲酯、3-羟基丁酸与3-羟基戊酸共聚酯、聚己内酯、聚碳酸酯、聚苯胺、聚丙烯腈、聚苯乙烯或聚对苯二甲酸乙二醇酯；

所述溶剂为水、甲醇、苯甲醇、乙二醇、丙二醇、丙三醇、正丙醇、异丙醇、双丙酮醇、丁醇、正戊醇、四氢呋喃、1，4-二氧六环N-甲基吡咯烷酮、二氯甲烷、三氯甲烷、丙酮、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、甲酰胺；

所述高分子A的溶液浓度为0.01～40wt%；

所述的酸B为氢溴酸、硫酸、氢氟酸、硝酸、磷酸、硼酸、氢碘酸、高卤酸、亚氯酸或次氯酸；

所述醇为甲醇、苯甲醇、乙二醇、丙二醇、丙三醇、正丙醇、异丙醇、双丙酮醇、丁醇或正戊醇；

所述的酸B的醇溶液浓度为0.05～45wt%；

所述的金属醇盐C为：Ga、Ce、Fe、Ni、Nb、Mo、Sn、Al、Re、Sc、Zr、Ta、W、Y元素的醇盐；优选Ta₂(OCH₃)₁₀、Nb₂(OCH₃)₁₀、、MoO(OCH₃)₄、Re₂O₃(OCH₃)₆、Sn(OC₂H₅)₄、Re₄O₆(OCH₃)₁₂ 、Y(OC₃H₇) ₃或Al(O-i-Pr)₃；

所述金属醇盐C的醇溶液的浓度为0.5～60wt%；

所述的酸B的醇溶液占所述的金属醇盐C的醇溶液的20-80wt%；

所述的纳米金属氧化物D的醇溶液与高分子A溶液的质量比为1:1.5～100； 

将两溶液混合时保持两溶液温度低于常温；

所述的干燥温度为10～70℃；干燥时间>24小时。

4.根据权利要求3所述的一种高分子和无机纳米粒子杂化薄膜的制备方法，其特征在于，制备高分子A的溶液的条件参数为：溶液制备环境温度为5～60℃；溶液制备环境湿度为40％～70％。