一种采用振荡粘结工艺制备单层颗粒薄膜的方法技术

本发明专利技术公开了一种采用振荡粘结工艺制备单层颗粒薄膜的方法。本发明专利技术的制备方法包括：首先在基底涂覆一层粘性超薄膜作为粘结剂；再将固体粉末分散于涂覆有粘性薄膜的基底的表面；采用振荡粘结工艺，在基底上往复振荡，非原位组装单层颗粒薄膜。本发明专利技术适用于所有单层颗粒薄膜的制备，这种振荡粘结工艺的优势在于非原位组装，操作灵活，可拓展性强，装置要求简单，且可对固体颗粒的晶面取向进行调控，可广泛适用不同材料与不同基底，具有良好的大规模应用前景。应用前景。应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种采用振荡粘结工艺制备单层颗粒薄膜的方法


[0001]本专利技术涉及一种采用振荡粘结工艺制备单层颗粒薄膜的方法，属于薄膜制备


技术介绍

[0002]采用规则形貌纳米晶体颗粒组装成的单层颗粒薄膜可被用于结构色调制、光电器件、气体传感器、电催化等领域，这主要是基于晶体内部原子有序的定向排列，导致其部分物化性质(如光学性质、电导率、吸附性、光电响应等)表现出高度的统一的特点。目前，单层颗粒薄膜制备方法主要包括水热法、磁控溅射法、电沉积法等“原位”化学制备方法，受工艺流程、设备要求以及基底选择等因素限制，这些方法的可拓展性和可重复性较弱，且成本要求较高。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是：提供一种工艺简便、可拓展性高的、非原位组装的方法制备单层颗粒薄膜的方法。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种采用振荡粘结工艺制备单层颗粒薄膜的方法，包括以下步骤：
[0005]步骤1：在基底上涂覆一层粘性薄膜作为粘结剂；
[0006]步骤2：将固体粉末分散于步骤1中的涂覆有粘性薄膜的基底表面；
[0007]步骤3：对步骤2中的基底进行往复振荡，通过粘性薄膜在基底表面粘附单层颗粒薄膜。
[0008]优选地，所述步骤1中的粘结剂为聚乙烯亚胺、蔗糖、葡萄糖和聚乙二醇中的至少一种。
[0009]优选地，所述步骤1中的基底为导体基底、半导体基底或非导体基底。
[0010]优选地，所述导体基底为透明金属氧化物导电基底或金属基底。
[0011]优选地，所述透明金属氧化物导电基底为掺杂的SnO2基底、In2O3基底、Al2O3基底和ZnO基底中的任意一种。
[0012]优选地，所述金属基底的材料为Ti，Sn，W，Cu，Ag，Au，Pt，Pd，Nb，Ta，Mo，Ni中的任意一种单质或多种组成的合金。
[0013]优选地，所述半导体基底的材料选自半导体薄膜材料Si，Ge，CdS，TiO2，FeO
x
，NiO，SrTiO3，FeO
x
，PbO2，CeO
x
，MnO2和BN中的任意一种。
[0014]优选地，所述非导体基底为普通钠钙玻璃基底，硼硅玻璃基底，石英玻璃基底，或金刚石基底。
[0015]优选地，所述步骤2中的固体粉末为导体、半导体或绝缘体单晶粉末。固体粉末具体选用形貌规整，尺寸均匀，具有优势暴露晶面，且分散性良好的单颗粒晶体。
[0016]优选地，所述导体单晶粉末为金纳米颗粒、银纳米颗粒、铂纳米颗粒、石墨烯和C
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中的至少一种；所述半导体单晶粉末为纳米硅粉、板状WO3、十面体BiVO4、片状BiVO4、块状TiO2、块状Cu2O和块状SrTiO3中的至少一种；所述绝缘体单晶粉末为聚苯乙烯微球、二氧化硅微球、单分散甲基丙烯酸环氧丙酯微球和纳米金刚石中的至少一种。
[0017]优选地，所述步骤3中的振荡方向可在上下、左右、前后三个纬度上任意组合；所述步骤3中的振荡频率在0.01赫兹到100000赫兹之间，振荡幅度在0.001毫米到100毫米之间；所述步骤3中的振荡过程中可以施加外力进行干预。
[0018]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0019]本专利技术的制备方法适用于所有固体颗粒单层薄膜的制备，这种非原位组装工艺具有操作简便灵活，可拓展性强，装备要求简单的特点，且可对固体颗粒的晶面取向进行调控，可广泛适用不同材料与不同基底，具有较好的大规模应用前景。
附图说明
[0020]图1为实施例1中采用振荡粘结工艺制备优先暴露(020)晶面取向的WO3·
H2O/FTO导电玻璃(记为(020)
‑
WO3·
H2O/FTO)单颗粒薄膜的X射线衍射图谱；
[0021]图2为实施例1中WO3·
H2O粉末和采用振荡粘结工艺制备的(020)
‑
WO3·
H2O/FTO单颗粒薄膜的扫描电镜图；
[0022]图3为实施例2中采用振荡粘结工艺制备优先暴露(200)晶面取向的Cu2O/FTO(记为(200)
‑
Cu2O/FTO)单颗粒薄膜的X射线衍射图谱；
[0023]图4为实施例2中Cu2O粉末和采用振荡粘结工艺制备的(200)
‑
Cu2O/FTO单颗粒薄膜的扫描电镜图；
[0024]图5为实施例3中采用振荡粘结工艺制备优先暴露(200)晶面取向的SrTiO3/FTO(记为(200)
‑
SrTiO3/FTO)单颗粒薄膜的X射线衍射图谱；
[0025]图6为实施例3中SrTiO3粉末和采用振荡粘结工艺制备的(200)
‑
SrTiO3/FTO单颗粒薄膜的扫描电镜图；
[0026]图7为实施例4中采用振荡粘结工艺制备优先暴露(040)晶面取向的BiVO4/FTO(记为(040)
‑
BiVO4/FTO)单颗粒薄膜的X射线衍射图谱；
[0027]图8为实施例4中BiVO4粉末和采用振荡粘结工艺制备的(040)
‑
BiVO4/FTO单颗粒薄膜的扫描电镜图；
[0028]图9为实施例5中采用振荡粘结工艺制备优先暴露(040)晶面取向的片状BiVO4/普通玻璃(记为(040)
‑
plate
‑
BiVO4/glass)单颗粒薄膜的X射线衍射图谱；
[0029]图10为实施例5中片状BiVO4粉末和采用振荡粘结工艺制备的(040)
‑
plate
‑
BiVO4/glass单颗粒薄膜的扫描电镜图；
[0030]图11为实施例6中采用振荡粘结工艺制备优先暴露(001)晶面取向的BiOCl/FTO(记为(001)
‑
BiOCl/FTO)单颗粒薄膜的X射线衍射图谱；
[0031]图12为实施例6中BiOCl粉末和采用振荡粘结工艺制备的(001)
‑
BiOCl/FTO单颗粒薄膜的扫描电镜图。
具体实施方式
[0032]为使本专利技术更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
[0033]实施例1
[0034](020)
‑
WO3·
H2O/FTO单颗粒薄膜的制备方法：
[0035]WO3·
H2O粉末按文献中方法改进制备工艺
[1]。将0.137g Na2WO4·
2H2O和0.25g H2C2O4·
2H2O先后溶于40mL超纯水中，然后滴加1.5ml浓HCl并搅拌15min，转移至50mL反应釜，140℃水热反应20min，自然冷却后过滤洗涤数次，干燥后得到板状WO3·
H2O晶体粉末。
[0036]振荡粘结工艺制备(020)
‑
WO3·
H2O/FTO单颗粒薄膜本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采用振荡粘结工艺制备单层颗粒薄膜的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：在基底上涂覆一层粘性薄膜作为粘结剂；步骤2：将固体粉末分散于步骤1中的涂覆有粘性薄膜的基底表面；步骤3：对步骤2中的基底进行往复振荡，通过粘性薄膜在基底表面粘附单层颗粒薄膜。2.如权利要求1所述的采用振荡粘结工艺制备单层颗粒薄膜的方法，其特征在于，所述步骤1中的粘结剂为聚乙烯亚胺、蔗糖、葡萄糖和聚乙二醇中的至少一种。3.如权利要求1所述的采用振荡粘结工艺制备单层颗粒薄膜的方法，其特征在于，所述步骤1中的基底为导体基底、半导体基底或非导体基底。4.如权利要求3所述的采用振荡粘结工艺制备单层颗粒薄膜的方法，其特征在于，所述导体基底为透明金属氧化物导电基底或金属基底。5.如权利要求4所述的采用振荡粘结工艺制备单层颗粒薄膜的方法，其特征在于，所述透明金属氧化物导电基底为掺杂的SnO2基底、In2O3基底、Al2O3基底和ZnO基底中的任意一种。6.如权利要求4所述的采用振荡粘结工艺制备单层颗粒薄膜的方法，其特征在于，所述金属基底的材料为Ti，Sn，W，Cu，Ag，Au，Pt，Pd，Nb，Ta，Mo，Ni中的任意一种单质或多种组成的合金。7...

【专利技术属性】
技术研发人员：马贵军，林文瑞，
申请(专利权)人：上海科技大学，
类型：发明
国别省市：