一种仿贝壳结构纳米线薄膜的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种仿贝壳结构纳米线薄膜的制备方法，包括：采用CaCO3纳米线制备得到仿贝壳结构纳米线薄膜。本发明专利技术提供了一种仿贝壳结构纳米线薄膜的制备方法，这种方法经济简便，为后续工业大规模量产提供了基础，本发明专利技术提供的方法制备工艺简单，能够得到大规模有序的高性能薄膜。的高性能薄膜。

【技术实现步骤摘要】
一种仿贝壳结构纳米线薄膜的制备方法


[0001]本专利技术属于纳米材料组装
，尤其涉及一种仿贝壳结构纳米线薄膜的制备方法。

技术介绍

[0002]贝壳的珍珠层具有独特的“砖和砂浆”复合的纳米层状结构，这种结构的材料具有重量轻、刚度大、强度和韧性显著的独特组合，是人造金属、陶瓷、高分子材料和复合材料难以实现的，因此研究仿贝壳结构对于力学材料的发展具有重大意义。贝壳珍珠层具有独特的机械特性归因于其有机和无机材料的高度规则排列，结合了10～50nm的蛋白质层(例如β
‑
甲壳素和光泽素)的弹性和CaCO3的强度。珍珠层是一种卓越的有机
‑
无机复合生物材料，由多层有序结晶碳酸钙薄片组成，由多孔有机层隔开。这种微观结构表现出特有的光学结构色和机械韧性，超越了其组成材料本身的韧性。珍珠层的仿生合成对于理解这种复杂的生物矿物质至关重要，并为将廉价丰富的材料制成坚韧高强度力学材料铺平了道路。
[0003]目前关于仿贝壳结构材料的制备包括，一种制备仿珍珠层薄膜的方法，将磷酸二氢钾和十二水合磷酸氢二钠溶于去离子水中，再将氯化钙溶于去离子水中，分别水浴静置一段时间，再将两者混合搅拌充分反应，收集白色沉淀物于烘箱中干燥，可得到钙磷石薄片，再将海藻酸钠粉末溶于去离子水，向其中加入钙磷石薄片剧烈搅拌充分混合，再超声一段时间，将超声后的混合物小心地倒入聚四氟乙烯模具中，并置于环境条件下进行水蒸发诱导的自组装，约36小时后，得到独立干燥的仿珍珠层薄膜。这种方法实验步骤繁琐耗费大量的时间，且不利于大规模制备。
[0004]一种利用连续的组装和矿化工艺，通过中尺度方法生产合成珍珠层的方法，通过冷冻诱导的装配过程，制备预先设计的层压结构的壳聚糖基质，然后将基质乙酰化并转化为β
‑
甲壳素；乙酰化基质在聚丙烯酸和镁离子存在下通过碳酸氢钙的分解在循环系统中矿化，最终通过丝素蛋白浸润和热压矿化基质得到最终材料。这种方法需要搭建复杂的实验设备，繁琐的实验步骤且需要长时间的调整过程。
[0005]一种仿珍珠层复合材料的制备方法，将长程有序的多孔氧化铝层状结构在高温下热压煅烧以除去乳化剂，然后将致密的氧化铝支架浸入三甲氧基[3
‑
(糠基甲氧基)丙基]‑
硅烷/甲醇溶液中，用呋喃基团修饰；硅烷处理后，将样品干燥；将液体前驱体在130℃下浸入氧化铝支架中制备珍珠层模拟复合材料，热固化后得到珍珠层模拟复合材料。这种方法制备过程需要高温处理，制备过程较为复杂，能耗高。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种仿贝壳结构纳米线薄膜的制备方法，本专利技术提供的方法工艺简单，能够得到高性能薄膜。
[0007]本专利技术提供了一种仿贝壳结构纳米线薄膜的制备方法，包括：
[0008]采用CaCO3纳米线制备得到仿贝壳结构纳米线薄膜。
[0009]优选的，所述CaCO3纳米线从天然结构中提取。
[0010]优选的，包括：
[0011]将CaCO3纳米线薄膜浸泡在聚丙烯酰胺溶液中，然后进行干燥，得到仿贝壳结构纳米线薄膜。
[0012]优选的，所述CaCO3纳米线薄膜的制备方法包括：
[0013]将CaCO3纳米线溶液分散在超纯水表面后静置，然后挤压得到的薄膜，然后捞取，得到CaCO3纳米线薄膜。
[0014]优选的，所述CaCO3纳米线溶液的制备方法包括：
[0015]将蚌壳内表面物质剥离后溶解，得到第一溶液；
[0016]将所述第一溶液离心洗涤后分散于水中，得到第二溶液；
[0017]将所述第二溶液离心后和溶剂混合，并进行超声，得到CaCO3纳米线溶液。
[0018]优选的，所述溶解的方法包括：
[0019]将蚌壳内表面的物质和次氯酸钠溶液混合。
[0020]优选的，所述离心洗涤的试剂包括乙醇和水。
[0021]优选的，所述溶剂包括DMF和氯仿。
[0022]优选的，所述挤压得到的薄膜的速度为10～25cm2·
min
‑1。
[0023]优选的，所述浸泡的时间为0.5～2min。
[0024]本专利技术提供了一种仿贝壳结构纳米线薄膜的制备方法，这种方法经济简便，为后续工业大规模量产提供基础，本专利技术提供的方法制备工艺简单，能够得到大规模有序的高性能薄膜。
附图说明
[0025]图1为本专利技术实施例1中制备的碳酸钙纳米线透射电子显微镜表征图；
[0026]图2为本专利技术实施例1中制备的碳酸钙纳米线扫描电子显微镜表征图；
[0027]图3为本专利技术实施例1中制备的碳酸钙纳米线薄膜扫描电子显微镜表征图；
[0028]图4为本专利技术实施例1中制备的碳酸钙纳米线薄膜截面扫描电子显微镜表征图；
[0029]图5为本专利技术实施例1中制备的碳酸钙纳米线薄膜光学照片；
[0030]图6为本专利技术实施例1中制备的碳酸钙纳米线的XRD表征图；
[0031]图7为本专利技术实施例制备的纳米线薄膜的力学性能图。
具体实施方式
[0032]下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0033]本专利技术提供了一种仿贝壳结构纳米线薄膜的制备方法，包括：
[0034]采用CaCO3纳米线制备得到仿贝壳结构纳米线薄膜。
[0035]在本专利技术中，所述CaCO3纳米线优选从天然结构中提取。
[0036]在本专利技术中，所述仿贝壳结构纳米线薄膜的制备方法优选包括：
[0037]将CaCO3纳米线薄膜浸泡在聚丙烯酰胺溶液中，然后进行干燥，得到仿贝壳结构纳米线薄膜。
[0038]在本专利技术中，优选在得到的仿贝壳结构纳米线薄膜上再次放置CaCO3纳米线薄膜，重复上述浸泡和干燥的步骤，得到多层仿贝壳结构纳米线薄膜。
[0039]在本专利技术中，优选将CaCO3纳米线薄膜表面的液体挥发后再将其浸泡在聚丙烯酰胺溶液中。
[0040]在本专利技术中，所述聚丙烯酰胺溶液优选为聚丙烯酰胺水溶液，所述聚丙酰胺溶液的质量浓度优选为1～2％，更优选为1.2～1.5％，最优选为1.25％。
[0041]在本专利技术中，所述浸泡的时间优选为0.5～2min，更优选为1～1.5min。
[0042]在本专利技术中，所述干燥优选为热台上进行；所述干燥的温度优选为40～60℃，更优选为45～55℃，最优选为50℃。
[0043]在本专利技术中，所述CaCO3纳米线薄膜的制备方法优选包括：
[0044]将CaCO3纳米线溶液分散在超纯水表面后静置，然后挤压得到的薄膜，然后捞取，得到CaCO3纳米线薄膜。
[0045]在本专利技术中，所述CaCO3纳米线溶液的制备方法优选包括：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种仿贝壳结构纳米线薄膜的制备方法，包括：采用CaCO3纳米线制备得到仿贝壳结构纳米线薄膜。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述CaCO3纳米线从天然结构中提取。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括：将CaCO3纳米线薄膜浸泡在聚丙烯酰胺溶液中，然后进行干燥，得到仿贝壳结构纳米线薄膜。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述CaCO3纳米线薄膜的制备方法包括：将CaCO3纳米线溶液分散在超纯水表面后静置，然后挤压得到的薄膜，然后捞取，得到CaCO3纳米线薄膜。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述CaCO3纳米线溶液的制备方法包括：将蚌壳内表面物质剥离后...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建伟，程日皓，何振，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：