一种纳米颗粒有机复合薄膜及其制备方法技术

本发明专利技术揭示了一种纳米颗粒有机复合薄膜及其制备方法。所述纳米颗粒有机复合薄膜的制备方法包括：使包含所述目标纳米颗粒、十八烯和溶剂混合均匀，获得混合溶液；对所述混合溶液进行加热，获得纳米颗粒有机复合薄膜。本发明专利技术提供的纳米颗粒有机复合薄膜的制备方法将目标纳米颗粒物理分散在溶剂中，然后将混合液转移到去离子水中加热并保温，随着溶剂的挥发，十八烯和纳米颗粒逐渐形成具有独特结构特征、在溶剂中稳定存在的纳米颗粒有机复合薄膜。膜。膜。

【技术实现步骤摘要】
一种纳米颗粒有机复合薄膜及其制备方法


[0001]本专利技术属于二维纳米颗粒薄膜制备
，具体涉及一种纳米颗粒有机复合薄膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]纳米材料经过多年的积累与不断发展，已经被广泛应用在生物医药，新能源，传感器，新环保，军工等领域。并且由于其独特的表面和界面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等特性，还将被应用于更加广阔的生活场景中。其中，纳米颗粒可以通过一定的组装方式形成具有不同特性的宏观尺度的二维或三维材料，纳米颗粒种类选择上的多样性以及其本身组装结构上的差异，所导致的多变、可复合等特性使之在更倾向于小型化、模块化、多功能化的未来应用中具有更大的竞争力。
[0003]目前，将纳米颗粒制备为二维纳米颗粒膜的方法为液相法组装，即纳米颗粒均匀分散在溶剂中形成低浓度的纳米颗粒溶液，通过液相溶剂的缓慢挥发，纳米颗粒在毛细管力、静电力、重力、磁力等的作用下在软模板如高分子胶束膜、无模板如液
‑
空界面、硬模板如Si片上形成一层有序排列紧密的颗粒膜。这些方法往往需要进一步的精细转移以形成元器件，此过程中，去除模板时消蚀剂的使用等因素均易造成膜结构的损坏。
[0004]无模板法通常会添加长链有机分子使纳米颗粒间通过有机分子的交联作用形成具有自支撑性质的纳米颗粒&有机复合膜，此种复合膜的结构依旧依赖于颗粒间的有机链交联，膜结构同样较易被破坏；此外大部分纳米颗粒有机复合膜还存在会被特定溶剂溶解而变得不稳定的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的主要目的在于提供一种纳米颗粒有机复合薄膜及其制备方法，以克服现有技术中存在的不足。
[0006]为实现前述专利技术目的，本专利技术实施例采用的技术方案包括：
[0007]本专利技术实施例提供了一种纳米颗粒有机复合薄膜的制备方法，包括：
[0008]提供目标纳米颗粒；
[0009]使包含所述目标纳米颗粒、十八烯和溶剂混合均匀，获得混合溶液；
[0010]对所述混合溶液进行加热，获得纳米颗粒有机复合薄膜。
[0011]进一步地，所述纳米颗粒包括球形Fe3O4、Fe3O4三角片、异质结FePt/Fe3O4或球形Au中的任意一种，优选的，所述纳米颗粒包括球形Fe3O4或异质结FePt/Fe3O4。
[0012]进一步地，所述溶剂包括水、乙醇、丙酮、甲苯、己烷中的一种或两种混合液。
[0013]进一步地，所述纳米颗粒与溶剂的质量体积比为0.6mg
‑
1.2mg：2ml；所述纳米颗粒与十八烯的质量体积比为0.6mg
‑
1.2mg：0.25ml
‑
0.5ml。
[0014]进一步地，所述的纳米颗粒有机复合薄膜的制备方法，包括：将所述混合溶液加热到85℃
‑
95℃并保温3min
‑
10min，然后继续升温至97℃
‑
99℃保温20h
‑
30h，升温速率为5
‑
10
℃/min。
[0015]本专利技术实施例还提供了一种纳米颗粒有机复合薄膜，所述纳米颗粒有机复合薄膜是由前述的方法制备。
[0016]进一步地，所述纳米颗粒有机复合薄膜包括纳米颗粒和十八烯，且所述纳米颗粒均匀分布在所述纳米颗粒有机复合薄膜中。
[0017]本专利技术采用液相法，将目标纳米颗粒物理分散在溶剂中，然后将混合液转移到去离子水中加热并保温，随着溶剂的挥发，十八烯和纳米颗粒逐渐形成薄膜结构，待液体冷却至室温即可获得所需的纳米颗粒有机复合薄膜。
[0018]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0019](1)现有的纳米颗粒薄膜制备技术中，通常是通过液相溶剂的缓慢挥发，纳米颗粒在毛细管力、静电力、重力、磁力等的作用下在模板上形成颗粒膜，需要进一步的精细转移以备后续制备元器件，此过程中，去除模板时消蚀剂的使用及颗粒间相互作用较弱等因素均易造成膜结构的损坏；而本专利技术形成的是无模板有机复合膜，十八烯使纳米颗粒间通过有机分子的交联作用形成稳定的纳米颗粒&有机复合膜，且该膜无需基底的支撑，因此可直接使用，没有和基底的分离过程。
[0020](2)现有的无模板法制备的纳米颗粒有机复合膜的结构往往依赖于颗粒间的有机链交联，膜结构不稳定很容易被破坏，在一些使用环境中，如液相环境中，会发生溶解，限制了使用；而本专利技术中所用的十八烯具有独特的稳定性，能稳定存在于多种有机溶剂中，如在常规溶剂如己烷、甲苯、乙醇、水中均表现出出色的稳定性。
[0021](3)现有的以颗粒间有机物交联作用而生成的复合薄膜通常是以纳米颗粒表面链接的有机物之间的交联而形成的薄膜，该种复合薄膜的稳定性容易受范德华力、静电力、重力等影响，颗粒薄膜的制备条件非常苛刻；而本专利技术中形成的纳米颗粒操作简单，并且颗粒的形状、尺寸和种类等均不会对膜的形成造成影响，成膜几乎不受各种条件限制。
[0022](4)本专利技术通过溶剂用量的选择、保温的温度及时间的选择等可实现致密、大面积、稳定性强、具有自支撑能力的纳米颗粒薄膜。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1是本专利技术实施例1制得的球形Fe3O4磁性纳米颗粒的透射电镜照片。
[0025]图2a、图2b是本专利技术实施例1制得的球形Fe3O4磁性纳米颗粒膜的透射电镜照片及放大图。
[0026]图3a、图3b是本专利技术实施例2制得的球形Fe3O4磁性纳米颗粒膜的透射电镜照片及放大图。
[0027]图4a、图4b是本专利技术实施例3制得的球形Fe3O4磁性纳米颗粒膜的透射电镜照片及放大图。
[0028]图5是本专利技术实施例1制得的球形Fe3O4磁性纳米颗粒膜在己烷、甲苯、去离子水、乙
醇不同溶液中相容性和稳定性测试和一系列测试后样品的透射电镜图片。
[0029]图6是本专利技术实施例4制得的FePt/Fe3O4异质结构磁性纳米颗粒的透射电镜照片。
[0030]图7a、图7b和图7c是本专利技术实施例4制得的FePt/Fe3O4异质结构磁性纳米颗粒膜的透射电镜照片、放大图及相应的形貌尺寸颗粒示意图。
具体实施方式
[0031]通过应连同所附图式一起阅读的以下具体实施方式将更完整地理解本专利技术。本文中揭示本专利技术的详细实施例；然而，应理解，所揭示的实施例仅具本专利技术的示范性，本专利技术可以各种形式来体现。因此，本文中所揭示的特定功能细节不应解释为具有限制性，而是仅解释为权利要求书的基础且解释为用于教示所属领域的技术人员在事实上任何适当详细实施例中以不同方式采用本专利技术的代表性基础。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纳米颗粒有机复合薄膜的制备方法，其特征在于，包括：提供目标纳米颗粒；使包含所述目标纳米颗粒、十八烯和溶剂混合均匀，获得混合溶液；对所述混合溶液进行加热，获得纳米颗粒有机复合薄膜。2.根据权利要求1所述的纳米颗粒有机复合薄膜的制备方法，其特征在于：所述目标纳米颗粒的粒径为1
‑
100nm。3.根据权利要求1所述的纳米颗粒有机复合薄膜的制备方法，其特征在于：所述目标纳米颗粒包括球形Fe3O4、Fe3O4三角片、异质结FePt/Fe3O4、球形Au中的任意一种，优选的，所述目标纳米颗粒包括球形Fe3O4或异质结FePt/Fe3O4。4.根据权利要求1所述的纳米颗粒有机复合薄膜的制备方法，其特征在于：所述溶剂包括水、乙醇、丙酮、甲苯、己烷中的任意一种或两种以上的组合。5.根据权利要求1
‑
4中任一项所述的纳米颗粒有机复合薄膜的制备方法，其特征在于：所述目标纳米颗粒与溶剂的质量体积比为0.6mg
‑
1.2mg∶2ml。6.根据权利要求1
...

【专利技术属性】
技术研发人员：边宝茹，江田田，张雷，张健，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：