[发明专利]一种光控SiO2/TiO2复合微纳米结构微通道阀门及制备方法

摘要

本发明公开了一种光控SiO2/TiO2复合微纳米结构微通道阀门及制备方法，首先制备覆盖SiO2微结构的微通道样品，再经处理和500℃煅烧微通道制得致密的SiO2/TiO2复合微纳米结构层毛细管。最后，用三甲基氯硅烷溶液浸泡进行微通道表面改性，得到光控SiO2/TiO2复合微纳米结构微通道阀门目标物。本发明方法简便，耗费时间少，不需要特殊仪器。本发明产品具有很好的紫外光控微通道阀门开关能力，紫外光照射后阀门开启，允许水通过；相比单一TiO2纳米结构的光控微阀门，其斥水压强提高了276.08%，吸水压强提高了94.76%。阀门内表面呈现纳米TiO2微球包裹微米SiO2微球的类荷叶表面结构，在工程领域中具有良好的应用前景。

主权项

一种光控SiO2/TiO2复合微纳米结构微通道阀门制备方法，其特征在于，采用如下的步骤：(a)微通道阀门微米结构的制备：1）反应液中各组分体积比为氨水:乙醇:正硅酸乙酯=30:50:3，按以下步骤操作，质量比为25%的氨水滴加到无水乙醇中，60℃恒温搅拌30分钟，再缓慢滴加正硅酸乙酯；完后继续保持60℃恒温搅拌90分钟得SiO2微球分散液；2）玻璃毛细管放入90℃的硫酸洗液中浸泡30分钟取出，去离子水洗净，冷风吹干后将，其一端浸入上述微球分散液，待分散液上升至高出分散液液面3cm处，堵住毛细管另一端，保持毛细管内液面稳定30秒，取出并吸去内部残留，置于220℃马弗炉中煅烧2小时，重复此步骤2次，获得致密的SiO2微米结构；(b)微通道阀门复合微纳米结构的制备：1）反应液中各组分体积比为钛酸丁酯:乙醇:水:冰醋酸=9:36:12:40，按以下步骤操作，将钛酸丁酯试剂加入到体积百分比为95%的乙醇溶液中，搅拌5～10分钟后滴加到搅拌状态下的去离子水和冰醋酸混合溶液中，持续搅拌，直到混合液由浑浊变透明，然后静置30小时得TiO2分散液；2）取(a)步骤得到的具有致密的SiO2微米结构的毛细管硫酸洗液清洗后；一端浸入上述TiO2分散液，待分散液上升至高出分散液液面3cm处，堵住毛细管另一端，保持毛细管内液面稳定30秒，取出并吸去内部残留，置于500℃马弗炉中煅烧30分钟，重复此步骤2次，制得致密的SiO2/TiO2复合微纳米结构层毛细管；(c)微通道阀门复合微纳米结构的改性：取(b)步骤得到的具有致密的SiO2/TiO2复合微纳米结构层毛细管，一端浸入三甲基氯硅烷溶液中，确保溶液完全浸没复合微纳米结构，封口静置于黑暗处2小时后，解除封口并置于烘箱中50℃烘干；再于黑暗处放置15～20分钟，待样品冷却后即得目标物光控SiO2/TiO2 复合微纳米结构微通道阀门。