[发明专利]二维图案化纳米TiO2薄膜的制备方法

摘要

二维图案化纳米TiO₂薄膜的制备方法，涉及一种树枝状多分支形貌的二维图案化纳米TiO₂薄膜的制备技术。首先量取钛酸四丁酯∶低级醇∶水＝1∶1～5∶8～16重量比，然后将水的pH值调节到2～3后将钛酸四丁酯和低级醇混合后加入水中并在40～80℃反应3～6h制得粒径为8～20nm的TiO₂溶胶作为亚相。然后取20～100μL，0.5×10^－3mol·L^－1～3.0×10^－3mol·L^－1的Gemini表面活性剂的氯仿溶液，铺展在亚相TiO₂溶胶上，待溶剂氯仿挥发15～30min后，压膜直至表面压为20～30mN·m^－1时停止，采用水平附着法将亚相表面的液体转移到预先处理过的石英基片上即得一种树枝状多分支形貌的二维图案化纳米TiO₂薄膜。本发明操作简单，成本低廉、易于实现制得的薄膜具有良好的稳定性和完整性，可有效用于TiO₂纳米粒子进行图案化构筑。

主权项

1.二维图案化纳米TiO2薄膜的制备方法，其特征在于：A，TiO2溶胶的制备首先量取钛酸四丁酯∶低级醇∶水＝1∶1～5∶8～16重量比；然后将钛酸四丁酯和低级醇混合作为储备液，然后在250mL烧瓶中加入水，并以硝酸或盐酸调节其pH值到2～3；接着将烧瓶置于40～80℃的水浴中，在搅拌下将配好的储备液缓慢滴入烧瓶中，继续搅拌3～6h，混合溶液形成透明的胶体溶液，即可得粒径约为8～20nm的球形粒子组成的TiO2溶胶；B.石英基片处理先将石英基片在饱和KOH/CH3OH溶液中浸泡30min，用蒸馏水清洗，再在体积比为1∶1的CHCl3/CH3OH溶液中浸泡30min，最后用二次蒸馏水洗净后就可得亲水性的石英基片，然后将上述石英基片浸入5％的Me2Cl2Si/CCl4溶液中5～10min，用丙酮冲洗干净，得疏水表面的石英基片；C.Gemini表面活性剂的制备：Gemini表面活性剂[C18H37N+(CH3)2]2CH2CHOHCH2·2Br-，按下述方法合成：在1，3-二溴丙烷的乙醇溶液中加入过量5％～10％的N，N-二甲基十八烷基胺回流48h，产物用乙醇-乙酸乙酯混合溶剂重结晶3～4次；D.二维图案化纳米TiO2薄膜的制备以A步制得的TiO2溶胶为亚相，以20～100μL，0.5×10-3mol·L-1～3.0×10-3mol·L-1的Gemini表面活性剂的氯仿溶液铺展在亚相上，待溶剂氯仿挥发15～30min后，开始压膜，当表面压为20～30mN·m-1时，用水平附着法将亚相表面的液体沉积到预先处理过的石英基片上，室温干燥后即得一种树枝状多分支形貌的二维图案化的纳米TiO2薄膜。