[发明专利]一种利用阳离子腐蚀法制备多孔单分子薄膜材料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及薄膜材料制备领域，特别是指一种多孔单分子薄膜材料的制备方法。

背景技术

现有技术在制备多孔材料时，通常采用模板合成法。模板合成法首先制备颗粒模板，再将颗粒模板嵌入到成膜材料中，待固化后将颗粒模板除去，从而形成多孔材料。

发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术至少存在以下缺点：利用模板合成法制备多孔材料时，所用的颗粒模板很难完全除去，会残留一部分在多孔材料上，进而影响多孔材料的性能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种多孔单分子薄膜材料的制备方法，能够制备超薄多孔薄膜，并且保证薄膜的平整性，不引入其它杂质。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供技术方案如下：

一方面，提供一种多孔单分子薄膜材料的制备方法，包括：

利用Langmuir-Blodgett(LB)技术在基底上制备单分子膜，调整制备LB膜时的表面压以控制薄膜的致密性。

将单分子膜浸入到盐溶液中腐蚀获得多孔结构。

通过调整浸泡时间，盐溶液浓度，溶液阳离子的价态以及拉膜时的表面压来控制孔的大小和覆盖面积。

其中，所述LB膜的成膜材料为硬脂酸，溶剂为正己烷，所配成的硬脂酸溶液的浓度为2mM/L。

其中，所述铺展溶液滴加在亚相(去离子水)表面的容量为15μL，等待自组装时间为10min。

其中，所述压膜速度为8cm²/min。通过设定不同表面压来控制LB膜的致密性。

其中，所述在不同表面压下的拉膜速度为2mm/min。

其中，所述基底为亲水性基底。

其中，所述基底为云母。

其中，所述盐溶液为氯化钠、氯化镁溶液。

本发明的实施例具有以下有益效果：

上述方案中，首先利用Langmuir-Blodgett(LB)技术，在云母基底上制备单分子膜。通过控制拉膜时的表面压来控制薄膜的致密性。将单层膜浸入盐溶液腐蚀后会形成多孔结构，通过控制浸泡时间，盐溶液的浓度，溶液阳离子的价态以及拉膜时的表面压来控制孔的大小和覆盖面积。通过此方法可以得到非常平整的不含其它杂质的多孔单分子薄膜，避免了模板合成法中模板物质残留在多孔材料上的问题。

附图说明

图1为本发明实施例的多孔单分子薄膜材料的制备方法流程示意图；

图2为本发明实施例的成膜材料硬脂酸的结构式示意图；

图3为本发明实施例的多孔单分子薄膜材料的制备流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的实施例要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明的实施例针对现有技术中利用模板合成法制备多孔材料时，所用的颗粒模板无法完全去除的问题，提供一种多孔薄膜材料的制备方法，能够保证薄膜的平整性，不引入其他杂质。

Langmuir-Blodgett技术是一种构建有序分子薄膜的技术，把空气/液体界面上的有序单分子膜转移到固体表面上所组装成的薄膜成为Langmuir-Blodgett膜。这种技术可以在分子水平上精确控制薄膜的厚度，因此被广泛应用到薄膜材料的制备中。本发明利用LB技术，在云母基底上制备出单分子膜，再将制备的LB单分子膜浸入到盐溶液中腐蚀得到多孔结构，孔的大小和覆盖面积可以通过调整浸泡时间，盐溶液浓度，溶液阳离子的价态以及拉膜时的表面压来控制。

图1为本发明实施例的多孔单分子薄膜材料的制备方法流程示意图，如图1所示，本实施例包括：

步骤101：利用Langmuir-Blodgett(LB)膜制备方法在基底上制备单分子膜，调整制备LB膜时的表面压以控制薄膜的致密性。

步骤102：将单分子膜浸入到盐溶液中腐蚀，获得多孔结构。

步骤103：通过调整浸泡时间，盐溶液浓度，溶液阳离子的价态以及拉膜时的表面压来控制孔的大小和覆盖面积。

下面以制备硬脂酸单分子膜为例，具体说明本发明多孔单分子薄膜制备方法的步骤：

一、环境要求