[发明专利]一种仿生光捕获器件N3/PT1/AAO膜及其制备工艺与应用

权利要求书

1.一种仿生光捕获器件N3/PT1/AAO膜，其特征在于，所述的N3/PT1/AAO膜是通过阳极氧化和静电自主装工艺制备的，且所述N3/PT1/AAO膜包括漏斗型基底AAO层、PT1功能层和N3功能层；其中，所述的PT1分子和N3分子之间存在能级差；所述的PT1功能层和N3功能层以静电相互组装的形式吸附于AAO基底的大孔端或小孔端一侧，且基底一侧会出现大规模的PT1-N3异质面；

所述的仿生光捕获器件N3/PT1/AAO膜的制备工艺，具体包括如下步骤：

(1)在漏斗型AAO基底上，分别制备季铵盐改性的聚噻吩PT1和联吡啶钌配合物N3功能层；

(2)在所述PT1功能化的AAO小孔T端和大孔B端，分别非对称地静电组装N3，得到异质的PT1-N3(T)和PT1-N3(B)膜；

(3)在所述N3功能化的AAO小孔T端和大孔B端，分别非对称地静电组装PT1，得到异质的N3-PT1(T)和N3-PT1(B)膜。

2.根据权利要求1所述的一种仿生光捕获器件N3/PT1/AAO膜，其特征在于，步骤(1)中所述PT1功能层的制备方法，具体包括：

1)制备不对称的漏斗型氧化铝纳米通道，洗净，自然风干待用；

2)配制1mg/mL溶剂为DMF的PT1溶液；

3)采用溶剂挥发法，在氧化铝纳米通道内修饰PT1，修饰时间控制在10h，得到PT1功能化的AAO。

3.根据权利要求1所述的一种仿生光捕获器件N3/PT1/AAO膜，其特征在于，步骤(1)中所述N3功能层的制备方法，具体包括：

1)制备不对称的漏斗型氧化铝纳米通道，洗净，自然风干待用；

2)配制2mM溶剂为乙醇的N3溶液；

3)采用限制分子扩散法，将AAO置于电解槽的两个槽体中间的连通处，在漏斗型AAO两侧的槽体内同时注入2mM N3溶液，修饰6h后，使用超纯水冲洗并自然风干，即可得到N3功能化的AAO。

4.根据权利要求1所述的一种仿生光捕获器件N3/PT1/AAO膜，其特征在于，步骤(2)中所述PT1-N3(T)纳米通道的制备方法，具体包括:

将(1)所述PT1功能化的AAO置于电解槽的两个槽体中间的连通处，在漏斗型AAO小孔一侧的槽体内注入配制的N3溶液，大孔一侧槽体内注入乙醇溶液，两侧修饰2h，修饰结束后使用超纯水冲洗并自然风干，即可得到PT1-N3(T)纳米通道。

5.根据权利要求1所述的一种仿生光捕获器件N3/PT1/AAO膜，其特征在于，步骤(2)中所述PT1-N3(B)纳米通道的制备方法，具体包括:

将(1)所述PT1功能化的AAO纳米通道置于电解槽的两个槽体中间的连通处，在基底AAO大孔一侧的槽体内注入配制的N3溶液，小孔一侧槽体内注入乙醇溶液，两侧修饰时间4h，修饰结束后使用超纯水冲洗并自然风干，即可得到PT1-N3(B)纳米通道。

6.根据权利要求1所述的一种仿生光捕获器件N3/PT1/AAO膜，其特征在于，步骤(3)中所述N3-PT1(T)纳米通道的制备方法，具体包括:

将(1)所述N3功能化的AAO置于恒温金属浴中，在基底AAO小孔一侧采用溶剂挥发法修饰PT1溶液，修饰4h结束后使用超纯水冲洗并自然风干，即可得到N3-PT1(T)纳米通道。

7.根据权利要求1所述的一种仿生光捕获器件N3/PT1/AAO膜，其特征在于，步骤(3)中所述N3-PT1(B)纳米通道的制备方法，具体包括:

将(1)所述N3功能化的AAO置于恒温金属浴中，在AAO大孔一侧采用溶剂挥发法修饰PT1溶液，修饰6h结束后使用超纯水冲洗并自然风干，即可得到N3-PT1(B)纳米通道。

8.根据权利要求2或3所述的一种仿生光捕获器件N3/PT1/AAO膜，其特征在于，所述漏斗型氧化铝纳米通道的长度为80μm，大孔部分为锥形，孔径为55-65nm，小孔为圆柱形，孔径为25-35nm。

9.一种如权利要求1-8任一所述的仿生光捕获器件N3/PT1/AAO膜在离子输运性能和光电转换性能测试中的应用，其特征在于，在pH＝3.89的电解质溶液中，所述的仿生光捕获器件N3/PT1/AAO膜可应用于离子输运性能和光电转换性能测试，且所述的仿生光捕获器件N3/PT1/AAO膜的离子输运性能和光电转换性能，随着PT1和N3组装位置及顺序不同而不同。