[发明专利]一种Au/Ni-BHT异质结导电MOFs薄膜材料及其可控制备方法

说明书

本发明公开了一种Au/Ni‑BHT异质结导电MOFs薄膜材料及其可控制备方法。其制备方法如下：先将切好的硅片清洗干净后蒸镀金电极；接着配制六巯基苯/氯代苯溶液、不同浓度比的金和镍的金属盐的混合水溶液；随后将带金电极的硅片放到匀胶机上，先滴加金属盐的混合水溶液，后滴加六巯基苯/氯代苯溶液，并确保将下层的金属盐的混合水溶液完全覆盖，静置1~3分钟，再启动匀胶机旋转硅片，将硅片表面剩余的溶液甩飞；最后将硅片放到真空烘箱中干燥，即得到表面平整的Au/Ni异质结导电MOFs薄膜。本发明得到的薄膜表面连续且平整，导电性好，拓宽了薄膜应用领域。

技术领域

本发明属于功能薄膜技术领域，具体涉及一种Au/Ni-BHT异质结导电MOFs薄膜材料及其可控制备方法。

背景技术

金属有机框架（Metal Organic Frameworks，MOFs），也称配位聚合物，是一类由有机配体和无机金属离子（或簇）通过配位键自组装杂化形成的高度有序的多孔晶体材料，在物理、化学、材料等领域引起广泛关注。它结合了有机和无机材料的特点，通过选择合适的有机配体和金属可以设计和合成理想的框架结构和功能性材料。此外，它具有高比表面积、可调控的孔尺寸、易功能化和丰富的活性位点等特点，成为非常有前景的功能材料。将不同的配体和金属在在几何结构中有不同的排列组合，使得MOFs具有丰富多样的结构特性，这种多样的结构，拓展了这类材料在不同领域应用的可能性。

异质结，是两种不同的半导体相接触所形成的界面区域。半导体异质结构，就是将不同材料的半导体薄膜，依先后次序沉积在同一基座上。通常形成异质结的条件是：两种半导体有相似的晶体结构、相近的原子间距和热膨胀系数。利用界面合金、外延生长、真空淀积等技术，都可以制造异质结。异质结常具有两种半导体各自的PN结都不能达到的优良的光电特性，使它适宜于制作超高速开关器件、太阳能电池以及半导体激光器等。

近年来，异质结导电MOFs薄膜材料的应用研究日益成为热点，由于大多数MOFs是不导电的，而且缺少制备大面积薄膜MOFs的方法，因此限制了它的应用。基于以上问题，我们发明了一系列基于六巯基苯（BHT）与不同浓度比的金和镍的金属盐的混合溶液所制备的新型导电MOFs薄膜材料，同时薄膜表面连续且平整，拓宽了其应用领域。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一系列基于六巯基苯（BHT）与不同浓度比的金和镍的金属盐的混合溶液所制备的新型导电MOFs薄膜材料，本发明所得的薄膜连续、平整，同时具有较好的导电性。

本发明通过以下技术方案实现。

一种Au/Ni-BHT异质结导电MOFs薄膜材料的可控制备方法，其通过调控Au/Ni比进行制备，具体步骤如下：

步骤1：将掩模版用聚酰亚胺胶带粘在清洗干净的硅片上，再放到真空镀膜机内，蒸镀金电极，蒸镀结束后，去除掩膜版；

步骤2：称取1.0~1.5 mg的六巯基苯加入到20 mL的氯代苯溶液中，超声混合至完全溶解后，得到六巯基苯的氯代苯溶液；将10 mg 镍盐、0~1mg 金盐和20ml的水超声混合至完全溶解，制得金属盐的混合水溶液；

步骤3：将步骤1中蒸镀上金电极的硅片放在匀胶机上，用移液枪移取200 μL金属盐的混合水溶液均匀的滴在硅片上，然后用移液枪移取200 μL六巯基苯的氯代苯溶液滴加在金属盐的混合水溶液上方，使其完全覆盖，再静置1~3 min使其发生反应，然后启动匀胶机，将表面未反应的溶液甩飞，待匀胶机停止转动后，取下硅片，放入真空干燥箱中真空干燥，得到Au/Ni-BHT异质结导电MOFs薄膜材料。

本发明中，步骤1中，硅片的清洗干净方法如下：

首先用洗涤精对硅片进行清洗，随后依次用去离子水、乙醇和丙酮进行超声清洗，并烘箱中干燥；接着将干燥后硅片放入体积比为2:1的浓硫酸/双氧水混合溶液中，除去表面残留的杂质，再依次用去离子水、乙醇、丙酮进行超声清洗，最后用氮气将硅片表面的液体吹干。