[发明专利]一种全自动蠕动泵式制备薄膜的装置

说明书

本发明提供一种全自动蠕动泵式制备薄膜的装置，所述装置是利用蠕动泵全自动控制系统，采用液相外延生长法在基底上制备薄膜的装置。所述装置包括恒温循环器、蠕动泵、控制系统、反应容器、溶液瓶，可根据需求对控制系统设置相应参数，精确控制蠕动泵的运行、停止时间，循环次数，反应容器内温度，从而自动地、准确地、高效地、节省人力地制备高质量的薄膜材料，具有合成速度快、制备效率高、反应温度可控、薄膜厚度可控、成本低以及操作简单等优点。

技术领域

本发明属于全自动蠕动泵装置技术领域，具体涉及一种全自动蠕动泵式制备薄膜的装置。

背景技术

薄膜材料在生物领域以及各种存储、分离、传感器中的应用十分广泛。尤其是通过层层自组装所得的薄膜材料，具有较好的表面形貌和可调节的薄膜厚度，在光学、电学、磁学以及催化等领域备受关注。液相外延法是通过一步一步组装的方式生长薄膜，该方法可以制备均一的、异质的和厚度可控的薄膜。然而如何利用该方法有效地制备层层自组装薄膜材料仍是一个很大的挑战。目前常用的方法是手动浸泡法和旋涂法等。但手动浸泡法难以精确控制制备时间且耗时耗力；旋涂法很难获得表面平整且均匀的层层自组装薄膜，并且制备时易受外界环境温度影响。因此，需要一种全自动制备薄膜的装置，替代人工进行浸泡工作，以改善浸泡时间误差大、组装层数少、受外界环境影响大等不足。

发明内容

为了改善现有技术中存在的不足，本发明提供一种全自动蠕动泵式制备薄膜的装置，所述装置是利用蠕动泵全自动控制系统，采用液相外延生长法在基底上制备薄膜的装置。

根据本发明，所述装置包括恒温循环器、蠕动泵、控制系统、反应容器、溶液瓶；

所述恒温循环器设置在所述反应容器一侧，所述反应容器另一侧与所述蠕动泵连接；所述恒温循环器用于控制反应容器的温度，实现对外部体系的高精度温度控制与测量，使反应容器可以在-20℃～150℃的温度变化范围内制备薄膜，例如50℃；

所述控制系统与所述蠕动泵连接，用于接收指令信号，并将指令信号转化成指令所述蠕动泵启动与停止的运动；

所述溶液瓶为盛放镀膜液的容器，与所述蠕动泵连接，所述连接可以通过蠕动泵软管实现；

所述蠕动泵用于通过所述控制系统的指令，按一定的顺序向所述反应容器中导入所述溶液瓶中的镀膜液或排出所述反应容器中的废液；

所述反应容器为盛放所述蠕动泵导入的所述镀膜液及放置基底的容器，且能使所述恒温循环器的循环液流经循环，从而保持反应容器温度恒定，减少外部条件(如温度)对薄膜生长过程的影响。

根据本发明的实施方式，所述反应容器的外形结构可根据膜生长的需要进行选择，便于基底完全浸泡在镀膜液中，便于薄膜生长，能保持反应容器中溶液温度，便于排空镀膜液的外形结构即可。

优选地，所述反应容器为双层玻璃结构；示例性地，所述反应容器可采用双层玻璃弯瓶结构。

根据本发明的实施方式，所述控制系统采用可编程控制器(PLC)，如采用可编程程序的存储器，并在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，选择并控制蠕动泵的运行时间、停止时间和循环次数等。

根据本发明的实施方式，所述溶液瓶的尺寸、材质可根据反应原料的性质、实验要求选置。所述溶液瓶的容积可以为100～2000mL；所述溶液瓶的材质可以为玻璃、不锈钢、塑料、陶瓷中的任一种。

根据本发明的实施方式，所述镀膜液可以为金属盐溶液、有机配体溶液、溶剂中的一种或多种。

根据本发明的实施方式，所述基底的材料可以为金属基底、硅基底、云母基底、玻璃基底、石英玻璃基底、金属泡沫基底、高分子基底等中的任一种。