一种在膨体聚四氟乙烯表面制备二氧化钛纳米薄膜的方法技术

本发明专利技术公开了一种在膨体聚四氟乙烯表面制备二氧化钛纳米薄膜的方法，步骤包括：将清洁后的膨体聚四氟乙烯基板在等离子体反应器中进行处理，然后在膨体聚四氟乙烯基板上旋涂钛酸四丁酯溶液；再进行水热法处理。本发明专利技术的制备方法工艺简单，操作方便，易于实现。制得的薄膜中的TiO2纳米颗粒均匀致密，且与膨体聚四氟乙烯基板的结合力非常牢固，具有较强的光响应性，在光催化和组织工程等领域有着巨大的潜在应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种在有机高分子表面制备二氧化钛纳米薄膜的方法，具体涉及一种在膨体聚四氟乙烯表面制备具有光响应性的二氧化钛纳米薄膜的方法。
技术介绍
TiO2是一种无毒的无机材料，具有极好的化学稳定性、较强的光催化活性以及良好的生物相容性。在经过紫外光照一段时间之后， TiO2表面可以变为超亲水状态。已有研究发现，TiO2材料在光催化自清洁、生物组织工程等领域有着较为广泛的应用[Yoshiaki Taguchi. et al. Photo-induced properties of non-annealed anatase TiO2mesoporous film prepared by anodizing in the hot phosphate/glycerol electrolyte. Chem. Applied Surface Science 258 (2012) 9810-9815]、[K. Cheng, H. P. Wan. et al. A facile approach to improve light induced cell sheet harvesting through nanostructure optimization. RSC Adv., 2015, 5, 88965-88972]。膨体聚四氟乙烯是一种无毒、无致癌并具有多重微孔结构的的新型医用高分子材料，既耐生物老化又具有良好的生物相容性，被广泛应用于制造心脏补片、人造血管等医用制品领域。TiO2无机材料与膨体聚四氟乙烯具有很多实用的优点，两者结合更能促进其在自清洁和组织工程及其他领域的应用。但目前在膨体聚四氟乙烯表面制备具有牢固结合力的TiO2纳米颗粒薄膜方面存在较大难度。由于膨体聚四氟乙烯是一种高度对称的非极性线性结构，内部碳原子被氟原子包围，因此表现出较强的疏水性能。通常会先对该高分子材料表面进行化学改性，然后再制备TiO2纳米颗粒薄膜，但此种方法操作过程比较复杂，成本较高，而且TiO2纳米颗粒与膨体聚四氟乙烯基板结合不牢固，极大地限制了其应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种在膨体聚四氟乙烯表面制备具有良好生物相容性和光响应性的二氧化钛纳米薄膜方法。本专利技术的在膨体聚四氟乙烯表面制备二氧化钛纳米薄膜的方法，包括如下步骤：1）清洗膨体聚四氟乙烯基板，去除基板表面吸附物，自然干燥；2) 在等离子体反应器中通入氧气，将清洁、干燥后的膨体聚四氟乙烯基板置于距离等离子体放电区10~30cm位置，处理10~60s；3）将钛酸四丁酯和无水乙醇按体积比1:1~1:6混合并搅拌均匀，得到A溶液；4）在步骤2）处理后的膨体聚四氟乙烯基板上滴加20 ul ~30ul 的A 溶液，以7000r/min的转速旋涂30~40s，60℃干燥，得到钛酸四丁酯薄膜；5）将步骤4）制得的钛酸四丁酯薄膜浸没在盛有去离子水的水热罐中，140℃水热处理2~4h，在膨体聚四氟乙烯基板表面得到二氧化钛纳米薄膜。本专利技术步骤1)所述的清洗膨体聚四氟乙烯基板，是将膨体聚四氟乙烯基板浸泡在无水乙醇中，超声清洗、干燥后，再浸泡在1~5mol/L的NaOH溶液中8~12h，自然干燥。本专利技术制备工艺简单，操作方便，易于实现。制备过程中，膨体聚四氟乙烯基板经过清洗，尤其是经过超声清洗以及NaOH碱溶液的浸泡处理，能很好的清除膨体聚四氟乙烯基板表面的吸附物，避免杂质引入。采用等离子体方法处理，极大地提高了膨体聚四氟乙烯基板的润湿性，进而增强了后期水热形成的二氧化钛纳米颗粒与该基板的结合力。本专利技术中所用的溶剂为无水乙醇以及去离子水，成本低廉，无毒性。此外，采用水热法使二氧化钛纳米颗粒在成核并长大的过程中均衡受热，所形成的薄膜均匀致密。该薄膜具有良好生物相容性和光响应性，在光催化自清洁和组织工程等领域有着潜在的应用。附图说明图1是在膨体聚四氟乙烯表面制备的二氧化钛纳米薄膜形貌图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的说明。实施例1（1）将膨体聚四氟乙烯基板浸泡在无水乙醇中，超声清洗20min，然后取出基板在60℃干燥，再将其浸泡在3mol/L的NaOH溶液中10h，自然干燥；（2）在等离子体反应器中通入氧气，将清洁、干燥后的膨体聚四氟乙烯基板置于距离等离子体放电区10cm位置，处理10s；（3）将钛酸四丁酯和无水乙醇按体积比1:1混合并搅拌均匀，得到A溶液；（4）在步骤2）处理后的膨体聚四氟乙烯基板上滴加20ul 的A溶液，以7000r/min的转速旋涂30s，60℃干燥，得到钛酸四丁酯薄膜；（5）将步骤4）制得的钛酸四丁酯薄膜浸没在盛有去离子水的水热罐中，140℃水热处理2h，在膨体聚四氟乙烯基板表面得到二氧化钛纳米薄膜。本例制得的薄膜表面形貌见图1，可以看出薄膜中的TiO2纳米颗粒均匀致密，在经过UV365照射15min之后，薄膜接触角变化幅度为50。。此薄膜与膨体聚四氟乙烯基板结合牢固，超声震荡5min后，二氧化钛纳米颗粒不脱落。实施例2（1）将膨体聚四氟乙烯基板浸泡在无水乙醇中，超声清洗20min，然后取出基板在60℃干燥，再将其浸泡在1mol/L的NaOH溶液中8h，自然干燥；（2）在等离子体反应器中通入氧气，将清洁、干燥后的膨体聚四氟乙烯基板置于距离等离子体放电区15cm位置，处理20s；（3）将钛酸四丁酯和无水乙醇按体积比1:2混合并搅拌均匀，得到A溶液；（4）在步骤2）处理后的膨体聚四氟乙烯基板上滴加22ul 的A溶液，以7000r/min的转速旋涂32s，60℃干燥，得到钛酸四丁酯薄膜；（5）将步骤4）制得的钛酸四丁酯薄膜浸没在盛有去离子水的水热罐中，140℃水热处理2h，在膨体聚四氟乙烯基板表面得到二氧化钛纳米薄膜。本例制得薄膜中的TiO2纳米颗粒均匀致密，在经过UV365照射15min之后，薄膜接触角变化幅度为45。。此薄膜与膨体聚四氟乙烯基板结合牢固，超声震荡5min后，二氧化钛纳米颗粒不脱落。实施例3（1）将膨体聚四氟乙烯基板浸泡在无水乙醇中，超声清洗20min，然后取出基板在60℃干燥，再将其浸泡在3mol/L的NaOH溶液中10h，自然干燥；（2）在等离子体反应器中通入氧气，将清洁、干燥后的膨体聚四氟乙烯基板置于距离等离子体放电区20cm位置，处理30s；（3）将钛酸四丁酯和无水乙醇按体积比1:3混合并搅拌均匀，得到A溶液；（4）在步骤2）处理后的膨体聚四氟乙烯基板上滴加24ul 的A溶液，以7000r/min的转速旋涂34s，60℃干燥，得到钛酸四丁酯薄膜；（5）将步骤4）制得的钛酸四丁酯薄膜浸没在盛有去离子水的水热罐中，140℃水热处理3h，在膨体聚四氟乙烯基板表面得到二氧化钛纳米薄膜。本例制得薄膜中的TiO2纳米颗粒均匀致密，在经过UV365照射15min之后，薄膜接触角变化幅度为35。。此薄膜与膨体聚四氟乙烯基板结合牢固，超声震荡5min后，二氧化钛纳米颗粒不脱落。实施例4（1）将膨体聚四氟乙烯基板浸泡在无水乙醇中，超声清洗20min，然后取出基板在60℃干燥，再将其浸泡在3mol/L的NaOH溶液中10h，自然干燥；（2）在等离子体反应器中通入氧气，将清洁、干燥后的膨体聚四氟乙烯基板置于距离等离子体放本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在膨体聚四氟乙烯表面制备二氧化钛纳米薄膜的方法，其特征在于包括如下步骤：1）清洗膨体聚四氟乙烯基板，去除基板表面吸附物，自然干燥；2) 在等离子体反应器中通入氧气，将清洁、干燥后的膨体聚四氟乙烯基板置于距离等离子体放电区10~30cm位置，处理10~60s；3）将钛酸四丁酯和无水乙醇按体积比1:1~1:6混合并搅拌均匀，得到A溶液；4）在步骤2）处理后的膨体聚四氟乙烯基板上滴加20 ul ~30ul 的A溶液，以7000r/min的转速旋涂30~40s，60℃干燥，得到钛酸四丁酯薄膜；5）将步骤4）制得的钛酸四丁酯薄膜浸没在盛有去离子水的水热罐中，140℃水热处理2~4h，在膨体聚四氟乙烯基板表面得到二氧化钛纳米薄膜。

【技术特征摘要】
1.一种在膨体聚四氟乙烯表面制备二氧化钛纳米薄膜的方法，其特征在于包括如下步骤：1）清洗膨体聚四氟乙烯基板，去除基板表面吸附物，自然干燥；2) 在等离子体反应器中通入氧气，将清洁、干燥后的膨体聚四氟乙烯基板置于距离等离子体放电区10~30cm位置，处理10~60s；3）将钛酸四丁酯和无水乙醇按体积比1:1~1:6混合并搅拌均匀，得到A溶液；4）在步骤2）处理后的膨体聚四氟乙烯基板上滴加20 ul ~30ul 的A溶液，以7000r/...

【专利技术属性】
技术研发人员：程逵，成智国，翁文剑，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33