[发明专利]一种具有紫外屏蔽性能的纳米CeO2薄膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有紫外屏蔽性能的纳米CeO₂薄膜的制备方法。

背景技术

近年来，由于大气中的臭氧层日趋稀薄，紫外线强度增加，而过强的紫外线会对人体的皮肤和眼睛造成伤害，引发各种疾病；另外，紫外线还能够使树脂、塑料、涂料、橡胶等聚合物老化降解，纸张变黄、变脆，因此研制各种紫外屏蔽材料迫在眉睫。

纳米CeO₂作为一种新型的稀土功能材料，具有许多优异的性能和广泛的应用价值，近年来受到了国内外研究人员的普遍关注。目前，纳米二氧化铈已被广泛应用于电子陶瓷、耐辐射玻璃、燃料电池、气体传感器、抛光材料，以及汽车尾气净化催化剂等方面。纳米CeO₂的禁带宽度为3.1eV，不仅对可见光具有较好的透过性，而且对紫外线具有较好的吸收性能，是一种广谱的紫外屏蔽材料，备受关注。目前对CeO₂的粉体研究较多，但由于粉体易团聚，作为紫外屏蔽材料，不方便应用。

目前，制备纳米CeO₂薄膜的方法有脉冲激光法、溶胶-凝胶法、化学沉积法等。脉冲激光法制备薄膜成本高，制得的薄膜较厚，而且实验设备复杂、操作和控制困难；溶胶-凝胶法制备薄膜耗时较长，实验过程复杂；化学沉积法制备薄膜，薄膜厚度难以控制，形成薄膜不均匀。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种具有紫外屏蔽性能的纳米CeO₂薄膜的制备方法，该方法工艺简单，操作容易，所用设备少，制得的薄膜连续、均匀、透明度高。

本发明的技术解决方案是：

一种具有紫外屏蔽性能的纳米CeO₂薄膜的制备方法，其具体步骤为：

1、取一定量的十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）加入环己烷中，并用环己烷定容，配制CTAB—环己烷混浊液，所述的CTAB—环己烷混浊液中CTAB的含量为0.7g/20mL～4.5g/20mL；将其加入到浓度为0.1mol/L～0.9mol/L的Ce(NO₃)₃·6H₂O溶液中，所述的CTAB—环己烷混浊液与Ce(NO₃)₃·6H₂O溶液的体积比为4:1；滴加异丙醇至溶液澄清，得涂膜用微乳液；

2、将基片用硫酸浸泡10min~90min，取出后用去离子水清洗，100℃下干燥1h~4h，所述的基片是玻璃片或石英片；

3、采用浸渍提拉法涂膜，将洗净的基片以30mm/min～90mm/min的速度浸渍入涂膜用微乳液中，停留20s～90s，以与浸渍入涂膜用微乳液相同的速度提拉出来，在80℃～120℃下干燥5min～20min；连续浸渍提拉覆膜1次～8次；

4、涂膜结束后的基片在400℃～700℃下煅烧1h～5h，冷却至室温后，即制得纳米CeO₂薄膜。

上述的具有紫外屏蔽性能的纳米CeO₂薄膜的制备方法，CTAB—环己烷混浊液中含CTAB的质量为1.5g/20 mL～3.0g/20 mL。

上述的具有紫外屏蔽性能的纳米CeO₂薄膜的制备方法，Ce(NO₃)₃·6H₂O的浓度为0.5mol/L～0.8mol/L。

上述的具有紫外屏蔽性能的纳米CeO₂薄膜的制备方法，涂膜时，基片浸渍入涂膜用微乳液中的速度为30mm/min～60mm/min，在微乳液中停留时间为30s～60s。

上述的具有紫外屏蔽性能的纳米CeO₂薄膜的制备方法，连续浸渍提拉覆膜1次～5次。

本发明是以Ce(NO₃)₃·6H₂O为水相，环己烷为油相，十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为表面活性剂，异丙醇为助表面活性剂，搅拌制得澄清微乳液；在基片上以浸渍提拉法涂覆薄膜，煅烧后制得纳米CeO₂薄膜。整个工艺简单、操作容易，所用设备少，制得的CeO₂薄膜连续均匀，透明度高，对230nm～370nm 的紫外线均有吸收。

附图说明

图1是本发明制得的纳米CeO₂薄膜的SEM图。

具体实施方式

实施例1