[发明专利]一种氧化石墨烯与氧化钛层状复合薄膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及纳米材料制备与应用领域，特别涉及一种具有双面亲水性紫外光反向可控调节的氧化石墨烯和氧化钛复合薄膜的制备方法。

背景技术

石墨烯[参考文献1：K.S.Novoselov,A.K.Geim,S.V.Morozov,D.Jiang,Y.Zhang,S.V.Dubonos,I.V.Grigorieva,A.A.Firsov.Electric field effect in atomically thin carbon films.Science,2004,306(5696):666-669]和氧化钛薄膜[参考文献2：T.Sasaki,M.Watanabe,H.Hashizume,H.Yamada,H.Nakazawa.Macromolecule-like aspects for a colloidal suspension of an exfoliated titanate.Pairwise association of nanosheets and dynamic reassembling process initiated from it.J.Am.Chem.Soc.1996,118(35):8329-8335]是两种典型的二维纳米材料。石墨烯(Graphene)亦即“单层石墨片”是构成石墨的基本结构单元，具有优异的电学以及光学性能。目前，可以通过氧化还原法实现氧化石墨烯的批量制备[参考文献3：D.Li,M.B.Muller,S.Gilje,R.B.Kaner,G.G.Wallace.Processable aqueous dispersions of graphene nanosheets,Nature Nanotech,2008,3(2),101-105]，通过将石墨进行氧化处理，然后将所得的氧化石墨置于溶剂中超声处理即可得到氧化石墨烯(GO)，再将制得的氧化石墨烯进行还原处理即可得到石墨烯薄片。

氧化钛纳米薄膜(titania nanosheets)是通过化学剥离法制备的一种单层纳米薄膜材料，具有优异的光学以及介电性能。由于氧化钛纳米薄膜具有优异的紫外光致亲水转换性能[参考文献4：N.Sakai,K.Fukuda,T.Shibata,Y.Ebina,K.Takada,T.Sasaki.Photoinduced hydrophilic conversion properties of titania nanosheets.J.Phys.Chem.B,2006,110(12):6198-6203]，因而在固体表面亲水性调控方面展现出潜在的应用前景。

由于现有技术制备的氧化钛薄膜仅能在紫外光照射下表现出光致亲水性能，若使其表面恢复疏水需在黑暗环境中储存一个月以上，亲疏水转换周期较长[参考文献4：N.Sakai,K.Fukuda,T.Shibata,Y.Ebina,K.Takada,T.Sasaki.Photoinduced hydrophilic conversion properties of titania nanosheets.J.Phys.Chem.B,2006,110(12):6198-6203]。另外，现有技术制备的薄膜仅能表现出单面亲水性或单面疏水性[参考文献5：X.Deng,L.Mammen,H.J.Butt,D.Vollmer.Candle soot as a template for a transparent robust superamphiphobic coating.Science,2012,335(6064),67-70]，无法实现双面亲水性反向调控，这将极大限制现有薄膜在未来的液体输运以及固体表面修饰方面的应用，因此制备具有双面亲水性反向可控调节的固态薄膜十分重要。

发明内容

为制备出氧化石墨烯与氧化钛复合层状结构，进而实现复合薄膜的双面亲水性的紫外光反向可控调节，本发明的目的在于提供一种氧化石墨烯与氧化钛复合层状结构的制备方法，从而实现氧化石墨烯与氧化钛复合层状薄膜的可控制备及其双面亲水性的紫外光反向可控调节。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种氧化石墨烯与氧化钛层状复合薄膜的制备方法，该方法包括以下步骤：

1）在滑面基底上滴加氧化石墨烯水溶液，或氧化钛水溶液，干燥后，在滑面基底上形成一层氧化石墨烯薄膜，或者形成一层氧化钛薄膜；

2）在步骤1形成的氧化石墨烯薄膜上滴加氧化钛水溶液，或在步骤1形成的氧化钛薄膜上滴加氧化石墨烯水溶液，干燥后，在基底上形成氧化石墨烯与氧化钛层状复合薄膜；