一种CDs/TiO制造技术

一种CDs/TiO

【技术实现步骤摘要】
一种CDs/TiO2薄膜及其制备方法和应用
本专利技术涉及CDs/TiO2薄膜
，具体涉及一种CDs/TiO2薄膜及其制备方法和应用。
技术介绍
先进的信息处理技术，如信息加密和高密度光存储，是大数据时代的核心课题之一。它可以有效地应对由于互联网发展而引起的数据膨胀、云计算和海量安全存储等问题。现有的碳基结构复合薄膜，即具有自由分散二维结构的氧化石墨烯(GO)与多孔二氧化钛复合薄膜，可实现全息存储，但GO/TiO2复合薄膜并不具有偏振敏感性，不能实现偏振维度的高密度全息存储，无法进一步的应对大数据时代所带来的问题。与片层结构的GO相比，碳点的尺寸更小，在多孔二氧化钛结构作为薄膜支撑骨架时，碳点可进入二氧化钛多孔内的量更多，且接触面积更大。碳点(CDs)由无定形部分和结晶部分组成，表面具有复杂的官能团，尤其是含氧官能团。碳点不仅具有传统半导体量子点的一些优良特性(即尺寸和波长依赖的发光特性，光漂白特性和生物相容性等)，而且不会产生较大的毒性，制备原料来源广。与碳点相比，碳点/二氧化钛(CDs/TiO2)复合薄膜的吸收曲线光吸收边缘红移，并且可见光区域吸收增强。在可见光照射下，CDs/TiO2薄膜具有增强的光电流，CDs/TiO2复合薄膜的这些特性使其能够应用于光催化领域。但是现有的CDs/TiO2薄膜将碳点和二氧化钛结合的方式主要有两种，第一种为将碳点溶液与二氧化钛溶液混合后，进行样品的制备；第二种方法为先制备二氧化钛的管状阵列，之后在二氧化钛纳米管上生长碳点；上述两种方法所得薄膜可适用于光催化，光电化学水分解等领域，但无法达到光学透明、大面积均匀，不能作为全息存储薄膜。同时基于上述两种方法不适用于制作多孔的CDs/TiO2全息薄膜，基于上述方法所制作多孔会造成薄膜存在碳点改性和/或薄膜多孔结构不稳定的问题。现有的其他的多孔CDs/TiO2薄膜制作方法较少，且存在复杂繁琐、步骤多、使用的材料种类多、成本不够低廉、薄膜存在碳点改性或薄膜多孔结构不稳定的问题，所得薄膜均没有偏振敏感性方面的相关报道，属于CDs/TiO2薄膜
的空白，薄膜平整度和透明效果均有待提高，且薄膜应用范围有限。
技术实现思路
为了解决传统的碳基二氧化钛复合薄膜无法实现偏振维度的复用存储问题，填补CDs/TiO2薄膜填补研究的空白、CDs/TiO2薄膜平整度差和透明效果差的问题，为了解决CDs/TiO2薄膜制备方法存在不足的问题，为了解决CDs/TiO2薄膜应用范围小的问题，本专利技术提供一种CDs/TiO2薄膜及其制备方法和应用。本专利技术为解决技术问题所采用的技术方案如下：一种CDs/TiO2薄膜，包括玻璃衬底和沉积在玻璃衬底上的二氧化钛纳米多孔层，CDs/TiO2薄膜还包括吸附在二氧化钛纳米多孔层上的碳点或沉积在二氧化钛纳米多孔层上的碳点层。制备一种CDs/TiO2薄膜的方法，包括如下步骤：步骤一、采用浸渍提拉法在玻璃衬底上沉积二氧化钛纳米多孔层；步骤二、制备碳点溶液；步骤三、将二氧化钛纳米多孔层浸泡在碳点溶液中，使二氧化钛纳米多孔层表面充分吸附碳点，取出二氧化钛纳米多孔层，用纯净水冲洗二氧化钛纳米多孔层表面以去除多余碳点，干燥二氧化钛纳米多孔层，吸附在二氧化钛纳米多孔层上的碳点制备完成，CDs/TiO2薄膜制备完成。制备一种CDs/TiO2薄膜的方法，包括如下步骤：步骤一、采用浸渍提拉法在玻璃衬底上沉积二氧化钛纳米多孔层；步骤二、制备碳点溶液；步骤三、取碳点溶液滴涂在二氧化钛纳米多孔层上，得到溶液状态的碳点层，干燥溶液状态的碳点层，得到沉积在二氧化钛纳米多孔层上的碳点层，CDs/TiO2薄膜制备完成。一种CDs/TiO2薄膜在偏振敏感的全息存储中的应用、指示光波长中的应用或指示光偏振态中的应用。。本专利技术的有益效果是：1、本专利技术的CDs/TiO2薄膜具有光偏振敏感性、平整度高和透明效果好，与传统碳基二氧化钛复合薄膜(GO/TiO2复合薄膜)相比光偏振敏感性强。2、本专利技术的CDs/TiO2薄膜的制备方法制作步骤简单、操作不繁琐，成本低廉、使用的原材料少，且得到质量更好的CDs/TiO2薄膜、平整度高、透明效果好，且具有特异性——具有光偏振敏感性，制备的CDs/TiO2薄膜不存在碳点改性的问题，也不存在薄膜多孔结构不稳定的问题。3、本专利技术的CDs/TiO2薄膜具有光致变色特性、对光波长和偏振具有敏感性，可作为光波长的指示剂和光偏振态的指示剂，CDs/TiO2薄膜可用于指示光波长剂或指示光偏振态。4、本专利技术的CDs/TiO2薄膜均可应用于偏振敏感的全息存储中，可实现偏振复用的全息记录，是实现多维数据存储的一种有效方式，本专利技术突破性的发现CDs/TiO2薄膜能够应用在偏振敏感的全息存储中，为CDs/TiO2体系开创了新的应用方向，同时也改进了无法应用于偏振复用存储的现有碳基二氧化钛复合薄膜(即GO/TiO2薄膜)。附图说明图1为本专利技术的一种CDs/TiO2薄膜的制备流程图。图2为本专利技术的CDs/TiO2薄膜的不同方向的光致变色图。图3为“浸泡法”制备的CDs/TiO2薄膜在473nm激光激发下的差分吸收光谱图。图4为“滴涂法”制备的CDs/TiO2薄膜在473nm激光激发下的差分吸收光谱图。图5为“浸泡法”和“滴涂法”制备的CDs/TiO2薄膜和GO/TiO2薄膜的光致双折射实验曲线图。图6为“浸泡法”和“滴涂法”制备的CDs/TiO2薄膜和GO/TiO2薄膜的正交圆偏振全息动力学曲线图。图7为“浸泡法”制备的CDs/TiO2薄膜在473nm、532nm和589nm激光照射30min后得到的差分吸收光谱图。图8为“浸泡法”制备的CDs/TiO2薄膜在473nm激光的s偏振态和圆偏振态照射30min后得到的差分吸收光谱图。图中：1、二氧化钛溶液，2、玻璃衬底，3、二氧化钛纳米多孔层，4、碳点溶液，5、碳点层。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步详细说明。为了能够更清楚地理解本专利技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行进一步的详细描述。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是，本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本专利技术的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。一种CDs/TiO2薄膜，包括玻璃衬底2、沉积在玻璃衬底2上的二氧化钛纳米多孔层3、以及吸附在二氧化钛纳米多孔层3上的碳点或沉积在二氧化钛纳米多孔层3上的碳点层5。CDs/TiO2薄膜可以是两种结构的任意一种，第一种是玻璃衬底2和沉积在玻璃衬底2上的二氧化钛纳米多孔层3，二氧化钛纳米多孔层3上吸附有碳点；第二种是从下至上依次设置的玻璃衬底2、二氧化钛纳米多孔层3和碳点层5。两种结构均是碳点锚定在二氧化钛纳米多孔薄膜上。上述CDs/TiO2薄膜具有光偏振敏感性、平整本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种CDs/TiO

【技术特征摘要】
1.一种CDs/TiO2薄膜，其特征在于，包括玻璃衬底(2)和沉积在玻璃衬底(2)上的二氧化钛纳米多孔层(3)，CDs/TiO2薄膜还包括吸附在二氧化钛纳米多孔层(3)上的碳点或沉积在二氧化钛纳米多孔层(3)上的碳点层(5)。


2.制备如权利要求1所述的一种CDs/TiO2薄膜的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、采用浸渍提拉法在玻璃衬底(2)上沉积二氧化钛纳米多孔层(3)；
步骤二、制备碳点溶液(4)；
步骤三、将二氧化钛纳米多孔层(3)浸泡在碳点溶液(4)中，使二氧化钛纳米多孔层(3)表面充分吸附碳点，取出二氧化钛纳米多孔层(3)，用纯净水冲洗二氧化钛纳米多孔层(3)表面以去除多余碳点，干燥二氧化钛纳米多孔层(3)，吸附在二氧化钛纳米多孔层(3)上的碳点制备完成，CDs/TiO2薄膜制备完成。


3.制备如权利要求2所述的一种CDs/TiO2薄膜的方法，其特征在于，所述步骤一的具体过程如下：
将二氧化钛溶胶原液与纯净水混合，搅拌均匀制得二氧化钛溶液(1)；将P123与纯净水混合，搅拌均匀制得造孔剂溶液；在二氧化钛溶液(1)中加入造孔剂溶液，混合均匀后加入乙醇溶液，得到混合溶液；将玻璃衬底(2)置于混合溶液中采用浸渍提拉法进行提膜，得到位于玻璃衬底(2)上的二氧化钛层；采用红外灯照射二氧化钛层，再将二氧化钛层放入烘箱烘烤使二氧化钛层固化，最后对二氧化钛层进行高温退火处理使P123被完全分解和/或挥发，得到二氧化钛纳米多孔层(3)。


4.制备如权利要求2所述的一种CDs/TiO2薄膜的方法，其特征在于，所述步骤二的具体过程如下：
称取尿素和对苯二胺，量取纯净水，将尿素、对苯二胺和纯净水分别放入反应釜中，将反应釜放置于烘箱中加热，加热完成后，待反应釜冷却至室温，从烘箱中取出反应釜，得到碳点溶液(4)。


5.制备如权利要求4所述的一种CDs/TiO2薄膜的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：付申成，吴佳芮，张昕彤，刘益春，
申请(专利权)人：东北师范大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22