一种功能化JANUS薄膜器件及其超组装制备方法技术

本发明专利技术属于器件技术领域，具体涉及一种功能化JANUS薄膜器件及其超组装制备方法，利用溶剂挥发诱导超组装的方法，以商业化的模板剂为模板，有机硅为硅源，无机酸和有机溶剂为骨架晶型调节剂，在溶剂挥发的过程中形成有序的溶液胶束，旋涂于AAO膜上，焙烧得到JANUS薄膜材料，进行功能化修饰后得到特异响应的功能化JANUS薄膜器件。该器件具有均一有序的孔道结构，大比表面积，大孔容，两种不同的界面和厚度可调的JANUS结构，良好的离子传输性能，可以选择的输送特定的离子或分子，实现其定向传输，模拟生物体内的生物膜传输性能，并且能够应用于能源方面。本发明专利技术用一种新颖的溶液的方法合成功能化JANUS薄膜器件，操作简单，反应条件易于控制，易于大规模产出。

【技术实现步骤摘要】
一种功能化JANUS薄膜器件及其超组装制备方法
本专利技术属于器件
，具体涉及一种功能化JANUS薄膜器件及其超组装制备方法。
技术介绍
新能源材料与器件是目前正在发展和研发的、性能超群的一些材料和器件，具有比传统材料和器件更为优异的性能，是实现新能源的转化和利用以及发展新能源技术的关键。新材料设计和加工技术的发展，使不同功能理化性质的材料结合成为可能。JANUS薄膜材料拥有双面功能不对称的特征，如自然界中存在的荷叶，一侧亲水一侧疏水。具有类似特征的材料使得它们可以应用在一些特殊领域，如水/油分离器，探测器，能量转化，仿生膜等。不过如果需要得到特殊功能的材料，需要对制备的材料进行功能化，使其具备更加特定的功能，如对pH，光，热，离子等进行特异的响应，进而得到精确的信号。将Na+、Ca2+络合剂通过静电作用或者化学键合的方法修饰在已经制备的材料表面，对其材料进行改性，使其分别对Na+和Ca2+进行识别，得到相应的信号。但不限于Na+和Ca2+，可以根据实际需要进行修饰。如果能将JANUS薄膜材料器件化，会使得其在之后的使用过程中非常本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功能化JANUS薄膜器件，其特征在于，包括：/n阳极氧化铝膜层，作为基底；以及/n介孔氧化硅层，覆盖在所述阳极氧化铝膜层的一面上，/n其中，所述介孔氧化硅层上键合有修饰物，/n所述介孔氧化硅层的孔径大小为5nm-100nm，所述介孔氧化硅层的比表面积为300m

【技术特征摘要】
1.一种功能化JANUS薄膜器件，其特征在于，包括：
阳极氧化铝膜层，作为基底；以及
介孔氧化硅层，覆盖在所述阳极氧化铝膜层的一面上，
其中，所述介孔氧化硅层上键合有修饰物，
所述介孔氧化硅层的孔径大小为5nm-100nm，所述介孔氧化硅层的比表面积为300m2/g-900m2/g,所述介孔氧化硅层的孔容为0.15cm3/g-1.50cm3/g,所述介孔氧化硅层的厚度为5μm-10μm。


2.一种功能化JANUS薄膜器件的超组装制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，将模板剂溶解到易挥发的有机溶剂中，充分搅拌后得到浓度为1wt％-30wt％的模板剂溶液，再加入无机酸充分搅拌至透明溶液，然后加入硅源，继续搅拌得到前驱体溶液；
步骤2，将所述前驱体溶液旋涂到堵好孔的阳极氧化铝膜的一面上，于10℃-50℃烘箱中放置8h-36h进行溶剂蒸发诱导自组装，得到薄膜；
步骤3，在空气氛围下，将所述薄膜于200℃-800℃煅烧2h-10h，得到介孔的JANUS薄膜材料；
步骤4，将所述JANUS薄膜材料进行氨基化，然后将氨基化后的所述JANUS薄膜材料放置在修饰物溶于水溶液中进行修饰1d-4d，得到功能化JANUS薄膜器件。


3.根据权利要求2所述的功能化JANUS薄膜器件的超组装制备方法，其特征在于：
其中，步骤3中，将所述薄膜放置在管式炉中，所述管式炉以0.2℃/min-20℃/min的升温速率从室温升高到200℃-800℃。


4.根据权利要求2所述的功能化JANUS薄膜器件的超组装制备方法，其特征在于：
其中，所述模板剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔彪，刘芳，谢磊，曾洁，刘占杰，陈海涛，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：上海;31