一种气液界面金属-多酚网络薄膜及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种气液界面金属

【技术实现步骤摘要】
一种气液界面金属
‑
多酚网络薄膜及其制备方法


[0001]本专利技术属于金属
‑
多酚薄膜
，具体涉及一种气液界面金属
‑
多酚网络薄膜的制备方法
。

技术介绍

[0002]公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术
。
[0003]金属
‑
多酚网络是由金属离子与多酚配位自组装形成的超分子网络，多酚是一种天然存在的生物活性物质，能够赋予金属
‑
多酚网络材料优异的生物活性
。
能够组装成金属
‑
多酚网络的金属离子和多酚种类丰富，金属
‑
多酚网络可以制备成具有不同组分
、
大小
、
形态和功能的薄膜材料
。
金属
‑
多酚网络薄膜具有
pH
响应性
、
生物相容性和普遍的粘附性等优异性质，在生物医学和环境领域有很大的应用前景
。
[0004]研究人员开发了多种金属
‑
多酚网络薄膜制备技术，例如离散法
、
层层自组装法和氧化介导法等
。
然而，现有技术仍然存在很多问题
。
离散法组装速度过快，无法实现薄膜厚度和性质的调控；层层自组装法步骤复杂并且对厚度的调控范围有限；氧化介导法不具有普适性，不能用于不变价金属离子体系
、
大分子多酚体系以及氧气敏感体系
。
[0005]中国专利文献
CN115282778A
提供了一种金属
‑
多酚网络薄膜的制备方法与应用
。
该方法以多孔支撑膜为物理屏障，一侧加入多酚水溶液，另一侧加入金属盐溶液，利用相对扩散的过程在多孔支撑膜表面处组装形成金属多酚网络，制备得到了金属
‑
多酚网络超薄分离膜
。
该制备方法依赖于特定的扩散装置，增加了制备成本；另一方面，多孔支撑膜的结构也限制了金属
‑
多酚网络薄膜的构造，从而限制了薄膜的部分应用
。

技术实现思路

[0006]针对上述技术背景，本专利技术目的在于提供一种能够灵活调控金属
‑
多酚网络薄膜结构和性能的制备方法
。
本专利技术采用挥发性碱介导薄膜合成的方案中，可以直接在气液界面上快速形成网络薄膜，同时，网络薄膜的厚度可调
。
[0007]基于该目的，本专利技术首先提供了一种气液界面金属
‑
多酚网络薄膜的制备方法，包括如下步骤：多酚与金属离子混合得到前体溶液，将前体溶液与碱溶液共同置于密闭容器中静置一段时间至前体溶液的气液界面形成薄膜，根据应用目的将薄膜转移至基底后得到
。
[0008]上述制备方法通过碱性气体扩散介导的方式制备多功能金属
‑
多酚网络薄膜，碱溶液与前体溶液分别独立的置于密闭容器中进行反应
。
本专利技术研究发现，利用碱试剂挥发出的碱性气体缓慢提高前体溶液的
pH
，能够实现对金属离子与多酚组装速度的动力学调控，可以在气液界面处获得连续薄膜，延长反应时间，薄膜的厚度也相应增加；薄膜厚度还可以通过改变前体溶液的浓度
、
碱液的浓度
、
碱液与前体溶液的距离等多种方式进行灵活
调控
。
该薄膜还可以转移到不同的基底上从而获得不同性质
、
功能的薄膜
。
此外，在此薄膜上仍然可以继续发生反应，赋予薄膜不同的结构和功能
。
根据本专利技术的验证，上述基底可以为固相平面基底，也可以为液相基底，通过更换基底，上述金属
‑
多酚网络薄膜还可以获得不同的特性，实现不同的使用目的
。
[0009]进一步的，使用液相基底的方案中，上述薄膜转移至液相基底后，可继续与液相基底中的成分发生反应，生产人员可依据网络薄膜的负载目标对液相基底进行选择
。
[0010]其次，本专利技术提供上述制备方法得到的金属
‑
多酚网络薄膜
。
[0011]多酚类化合物具有氧化聚合
、
配位络合
、
粘附性
、
生物相容性
、
自由基清除
、
光吸收等特性，这使得该金属
‑
多酚网络薄膜在生物医药
、
农业
、
传感
、
催化
、
分离
、
药物传递
、
抗氧化和抗菌涂料等领域有着广泛的应用
。
[0012]以上一个或多个技术方案的有益效果是：
[0013]本专利技术采用多酚与金属盐为原料，以水为溶剂制备金属
‑
多酚网络薄膜，材料来源广泛，环境友好
。
本专利技术的金属
‑
多酚网络薄膜制备方法简单便捷
、
无需复杂的设备
。
并且薄膜的厚度
、
形态及其他理化性质的可以通过改变前体溶液的浓度
、
碱性溶液的浓度
、
扩散时间
、
扩散距离等多种因素调控，同时这种在气液界面制备的薄膜可以方便地转移到各种基底上进行应用
。
本专利技术制备的平面金属
‑
多酚网络薄膜可用于调节表面约束反应，制备得到的薄膜具有
Janus
两面结构，从而赋予薄膜不同的结构和功能
。
本专利技术的金属
‑
多酚网络薄膜制备方法具有普适性，适用于多种金属离子及双金属体系
。
附图说明
[0014]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定
。
[0015]图1为实施例1制备金属
‑
多酚网络薄膜反应流程示意图；
[0016]图2为实施例1在气液界面上制备得到的金属
‑
多酚网络薄膜的图片；
[0017]图3为实施例1制备得到的金属
‑
多酚网络薄膜的原子力显微镜
(AFM)
图像；
[0018]图4为实施例2制备得到的金属
‑
多酚网络薄膜的生长曲线；
[0019]图5为实施例3制备得到的平面基底上金属
‑
多酚网络薄膜在不同基底上涂覆的图像；
[0020]图6为实施例4和实施例5制备得到的金属
‑
多酚网络薄膜上进行表面限制反应制备得到的
Janus...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种气液界面金属
‑
多酚网络薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：多酚与金属离子混合得到前体溶液，将前体溶液与挥发性碱溶液共同置于密闭容器中静置一段时间使碱溶液挥发的气体扩散至前体溶液中，待前体溶液的气液界面处形成薄膜，将所述薄膜转移至基底后制得；所述前体溶液中，多酚浓度为
0.1
～
100mg/mL
，金属离子浓度为1～
100mmol/L
；所述碱溶液浓度为5～
50
％，选自氨水
、
乙二胺
、
丁二胺
、
戊二胺
、
三乙胺
、
吡啶
、
嘧啶
、
吡嗪
、
恶唑
、
噻唑
、
哒嗪溶液中的一种
。2.
如权利要求1所述气液界面金属
‑
多酚网络薄膜的制备方法，其特征在于，所述多酚选自苯酚
、
邻苯二酚
、
间苯二酚
、
对苯二酚
、
邻苯三酚
、
间苯三酚
、
没食子酸
、
单宁酸或表没食子儿茶素没食子酸酯
。3.
如权利要求1所述气液界面金属
‑
多酚网络薄膜的制备方法，其特征在于，所述金属离子选自锌离子
、
铜离子
、
钴离子
、
镍离子
、
镉离子
、
锰离子
、
钼离子
、
铝离子
、
钒离子
、
铁离子
、
镉离子
、
铑离子
、
钌离子
、
锆离子
、
铈离子
、
铕离子
、
钆离子或铽离子
。4.
如权利要求3所述气液界面金属
‑
多酚网络薄膜的制备方法，其特征在于，所述金属离子来源于金属盐，包括
ZnSO4·
7H2O、CuCl2·
4H2O、Co(NO3)2·
6H2O、NiCl2·
6H2O、CdCl2、MnCl2·
4H2O、Mo2(OCOCH3)4、AlCl3·
6H2O、VCl3、FeCl3·
6H2O、CrCl3·
H2O、RhCl3、RuCl3、...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔基炜，庄丽萍，杨扬，宋爱新，郝京诚，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：