[发明专利]一种复合膜及其制备方法与应用

说明书

本发明公开一种复合膜及其制备方法与应用，方法包括步骤：提供富勒醇，将所述富勒醇与硅烷偶联剂混合后脱水，得到硅烷偶联剂修饰的富勒烯；提供零维宽带隙纳米颗粒溶液；提供基板，将零维宽带隙纳米颗粒溶液沉积在所述基板上，形成第一薄膜；在所述第一薄膜上沉积含所述硅烷偶联剂修饰的富勒烯碱性溶液，形成第二薄膜，并在所述第一薄膜和第二薄膜的结合界面处，使位于第一薄膜表面的零维宽带隙纳米颗粒中的表面金属元素与位于第二薄膜表面的富勒烯中的硅烷偶联剂中的氨基或巯基结合，制备得到所述复合膜。本发明方法操作简单，易于重复，并且能够有效的降低零维宽带隙纳米颗粒之间的结势垒，从而提高复合膜的导电和光电响应速率。

技术领域

本发明涉及紫外传感器件技术领域，尤其涉及一种复合膜及其制备方法与应用。

背景技术

紫外（UV）传感器在工业以及科学领域具有广泛的需求，如：紫外光检测、高温火焰、导弹焰羽检测以及光开关和光通信等领域都有着较为广阔的应用价值。

在紫外传感器的材料开发过程中，宽禁带半导体材料是满足紫外传感器的前提如氧化锌、硫化锌等材料。在紫外传感器的材料开发过程中发现一维纳米材料具有较好的电子传输特性和较大的比表面积如：氧化锌纳米线、氧化锌纳米棒、氧化锌纳米带；硫化锌纳米线、硫化锌纳米棒、硫化锌纳米带等一维材料被广泛的应用于UV传感器。

然而利用上述一维材料制备的UV传感器，光电响应时间通常需要几秒到几分钟甚至几百分钟，因为光电流开关速率在利用上述一维材料时表面产生氧的吸附和解吸附过程较缓慢。现有的技术中是利用比表面积较大的零维的纳米材料（如氧化锌纳米颗粒、硫化锌纳米颗粒等）来提高氧吸附和解吸附速率来进一步的提高光电流开关速率；利用零维的纳米颗粒制备UV传感器虽然一定程度上改善了传感器的灵敏性，但是在零维的纳米材料之间容易形成结势垒，结势垒会阻碍电子传输进而影响颗粒膜的导电和传感器的光电响应速率。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种复合膜及其制备方法与应用，旨在解决现有零维的纳米材料之间容易形成结势垒，结势垒会阻碍电子传输进而影响颗粒膜的导电和传感器的光电响应速率的问题。

本发明的技术方案如下：

一种复合膜的制备方法，其中，包括步骤：

提供富勒醇，将所述富勒醇与硅烷偶联剂混合后脱水，得到硅烷偶联剂修饰的富勒烯，所述硅烷偶联剂的通式为YSiX₃，其中X为烷氧基，Y为非水解基团，Y中碳链末端含有氨基取代基或巯基取代基；

提供零维宽带隙纳米颗粒溶液；

提供基板，将零维宽带隙纳米颗粒溶液沉积在所述基板上，形成第一薄膜；

在所述第一薄膜上沉积含所述硅烷偶联剂修饰的富勒烯碱性溶液，形成第二薄膜，并在所述第一薄膜和第二薄膜的结合界面处，使位于第一薄膜表面的零维宽带隙纳米颗粒中的表面金属元素与位于第二薄膜表面的富勒烯中的硅烷偶联剂中的氨基或巯基结合，制备得到所述复合膜。

所述的复合膜的制备方法，其中，所述富勒醇的通式为C_m(OH)_n，其中，28≤m≤104，16≤n≤60，nm。