一种氧化石墨烯与氧化钛层状复合薄膜的制备方法技术

一种氧化石墨烯与氧化钛层状复合薄膜的制备方法，包括以下步骤：首先在滑面基底上滴加氧化石墨烯溶液或氧化钛溶液，干燥后形成薄膜；然后在滑面基底上形成的薄膜上滴加氧化钛溶液或氧化石墨烯溶液，干燥后形成复合层状薄膜；最后将氧化石墨烯与氧化钛的复合层状薄膜从滑面基底上揭下，即得到独立存在的氧化石墨烯与氧化钛层状复合薄膜。本发明专利技术实现了氧化石墨烯与氧化钛层状复合薄膜的可控制备，具有大面积、厚度可控、高机械强度以及紫外光双面亲水性反向可控调节性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及纳米材料制备与应用领域，特别涉及一种具有双面亲水性紫外光反向可控调节的氧化石墨烯和氧化钛复合薄膜的制备方法。
技术介绍
石墨烯[参考文献I :K. S. Novoselov, A. K. Geim, S. V. Morozov, D. Jiang, Y.Zhang,S.V.Dubonosj I. V. Grigorieva,A.A.Firsov.Electric field effect inatomically thin carbon films. Science，2004，306 (5696) : 666-669]和氧化钦薄膜[参考文献 2 :Τ· Sasaki, M. Watanabej H. Hashizumej H. Yamadaj H. Nakazawa. Macromolecule-likeaspects for a colloidal suspension of an exfoliated titanate.Pairwise association of nanosheets and dynamic reassembling process initiated fromit. J. Am. Chem. Soc. 1996，118(35) :8329-8335]是两种典型的二维纳米材料。石墨烯(Graphene)亦即“单层石墨片”是构成石墨的基本结构单元，具有优异的电学以及光学性能。目前，可以通过氧化还原法实现氧化石墨烯的批量制备[参考文献3 :D.Li，M.B. Muller,S. Gilje，R. B. KanerjG. G. Wallace. Processable aqueous dispersions ofgraphene nanosheets, Nature Nanotechj 2008，3 (2)，101-105]，通过将石墨进行氧化处理，然后将所得的氧化石墨置于溶剂中超声处理即可得到氧化石墨烯(GO)，再将制得的氧化石墨烯进行还原处理即可得到石墨烯薄片。氧化钛纳米薄膜(titania nanosheets)是通过化学剥离法制备的一种单层纳米薄膜材料，具有优异的光学以及介电性能。由于氧化钛纳米薄膜具有优异的紫外光致亲水转换性能[参考文献 4 :N. Sakaij K. Fukudaj T. Shibataj Y. Ebinaj K. Takadaj T. Sasaki.Photoinduced hydrophilic conversion properties of titania nanosheets. J.Phys.Chem. B，2006，110 (12) :6198-6203]，因而在固体表面亲水性调控方面展现出潜在的应用前旦-5^ O由于现有技术制备的氧化钛薄膜仅能在紫外光照射下表现出光致亲水性能，若使其表面恢复疏水需在黑暗环境中储存一个月以上，亲疏水转换周期较长[参考文献 4 N. Sakai, K. Fukuda, T. Shibata, Y. Ebina, K. Takada, T. Sasaki.Photoinduced hydrophilic conversion properties of titania nanosheets.J. Phys. Chem. B, 2006，110(12) :6198-6203]。另外，现有技术制备的薄膜仅能表现出单面亲水性或单面疏水性[参考文献5 :X. Deng, L. Mammen, H. J. Butt, D. Vollmer.Candle soot as a template for a transparent robust superamphiphobic coating.Science, 2012, 335 (6064)，67-70]，无法实现双面亲水性反向调控，这将极大限制现有薄膜在未来的液体输运以及固体表面修饰方面的应用，因此制备具有双面亲水性反向可控调节的固态薄膜十分重要
技术实现思路
为制备出氧化石墨烯与氧化钛复合层状结构，进而实现复合薄膜的双面亲水性的紫外光反向可控调节，本专利技术的目的在于提供ー种氧化石墨烯与氧化钛复合层状结构的制备方法，从而实现氧化石墨烯与氧化钛复合层状薄膜的可控制备及其双面亲水性的紫外光反向可控调节。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的ー种氧化石墨烯与氧化钛层状复合薄膜的制备方法，该方法包括以下步骤I)在滑面基底上滴加氧化石墨烯水溶液，或氧化钛水溶液，干燥后，在滑面基底上形成ー层氧化石墨烯薄膜，或者形成ー层氧化钛薄膜；2)在步骤I形成的氧化石墨烯薄膜上滴加氧化钛水溶液，或在步骤I形成的氧化钛薄膜上滴加氧化石墨烯水溶液，干燥后，在基底上形成氧化石墨烯与氧化钛层状复合薄膜； 3)将形成的氧化石墨烯与氧化钛层状复合薄膜从滑面基底上掲下，即得到独立存在的氧化石墨烯与氧化钛层状复合薄膜。本专利技术所使用的氧化石墨烯水溶液的体积质量浓度优选采用O. 5mg/mL-5mg/mL,氧化钛水溶液的体积质量浓度优选采用O. 2mg/mL-4mg/mL。本专利技术制备的氧化石墨烯与氧化钛复合薄膜是由氧化石墨烯层与氧化钛层相互贴合组成的ニ维层状复合薄膜结构，该薄膜的尺寸由滴加氧化石墨烯与氧化钛溶液的量决定，面积可达I 100cm2。厚度由滴加溶液的浓度决定，两种溶液的浓度越高，复合薄膜越厚，其厚度可达500nm 500 μ m之间。该复合薄膜具有较高机械强度，可以直接从基底上掲下，相对于
技术介绍
中依附于基底存在的薄膜，具有较高柔性，并且两表面均可得到应用，利用率高。相比于
技术介绍
中只具有单面亲水性或单面疏水性的薄膜，本专利技术制备的薄膜可以在紫外光的照射下实现双面亲水性可控调节。该氧化石墨烯与氧化钛层状复合薄膜具有制备简单、面积和厚度可控、较高机械强度以及较高柔性的特点，并且可以实现双面亲水性的紫外光反向可控调节。附图说明图I为本专利技术的原理图，在紫外光的照射下，氧化石墨烯表面由亲水转变为疏水，氧化钛表面由疏水转变为亲水，从而实现复合薄膜在紫外光下的双面亲水性反向可控调节。图2是本专利技术制备的氧化石墨烯与氧化钛层状复合薄膜在紫外光照下的双面接触角变化曲线，其中(a)为氧化石墨烯表面在紫外光照射下的接触角变化曲线；(b)为氧化钛表面在紫外光照射下的接触角变化曲线。图3为本专利技术制备的氧化石墨烯与氧化钛复合薄膜在紫外光照8小时后的双面水收集情况照片，其中(a)为氧化钛表面的水收集情况照片；(b)为氧化石墨烯表面的水收集情况照片。具体实施例方式下面结合附图和实施例对本专利技术进ー步说明。ー种氧化石墨烯与氧化钛层状复合薄膜的制备方法，该方法包括以下步骤I)在滑面基底上滴加氧化石墨烯水溶液，或氧化钛水溶液，干燥后，在滑面基底上形成一层氧化石墨烯薄膜，或者形成一层氧化钛薄膜；2)在步骤I形成的氧化石墨烯薄膜上滴加氧化钛水溶液，或在步骤I)形成的氧化钛薄膜上滴加氧化石墨烯水溶液，干燥后，在基底上形成氧化石墨烯与氧化钛层状复合薄膜；3)将形成的氧化石墨烯与氧化钛层状复合薄膜从滑面基底上揭下，即得到独立存在的氧化石墨烯与氧化钛层状复合薄膜。氧化石墨烯水溶液的体积质量浓度优选采用O.5mg/mL-5mg/mL,氧化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氧化石墨烯与氧化钛层状复合薄膜的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤 1)在滑面基底上滴加氧化石墨烯水溶液，或滴加氧化钛水溶液，干燥后，在滑面基底上形成一层氧化石墨烯薄膜，或者形成一层氧化钛薄膜； 2)在步骤I)形成的氧化石墨烯薄膜上滴加氧化钛水溶液，或在步骤I)形成的氧化钛薄膜上滴加氧化石墨烯水溶液，干燥后，在基底上形成氧化石墨...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙鹏展，朱宏伟，王昆林，韦进全，吴德海，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：