專利名稱：二維有序六方緊密堆積結(jié)構(gòu)SiO₂膜的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種SiO2膜的制備方法。
背景技術(shù)：
納米SiO2膠體球易于制備，且粒徑大小可控。是目前應(yīng)用最廣泛的制備膠體晶體的材料。在傳感器、催化、光電子及光子器件等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。LB膜技術(shù)是一種把氣-液界面上的單分子膜轉(zhuǎn)移到固體表面的成膜技術(shù)。這種技術(shù)是20世紀(jì)二三十年代由美國科學(xué)家Langmuir及其學(xué)生Blodgett建立的，因此稱為LB(Langmuir-Blodgett)膜技術(shù)。LB膜具有均勻、超薄、分子層次排列有序、結(jié)構(gòu)靈活可變等優(yōu)點(diǎn)。
傳統(tǒng)的制備具有六方緊密堆積結(jié)構(gòu)的SiO2膠體晶體的方法有重力沉積法，旋涂法、膠體自組裝等方法。傳統(tǒng)制備膠體晶體的方法具有可重復(fù)性低，膜層不可控，成本高，面積小等缺點(diǎn)。相對于傳統(tǒng)的制備方法,Langmuir-Blodggett技術(shù)具有可重復(fù)性強(qiáng),低成本,膜層可控、大面積制備等優(yōu)點(diǎn)，可以被用來制備高質(zhì)量六方緊密堆積結(jié)構(gòu)的SiO2膠體晶體。通過用陽離子表面活性劑對納米粒子簡單地改性，并用不同的陽離子表面活性劑調(diào)節(jié)納米粒子的親疏水性可以成功制備具有六方緊密堆積結(jié)構(gòu)的二維有序SiO2膜，且膜具有面積大，有序度聞，粒子粒徑小等優(yōu)點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有制備具有六方緊密堆積結(jié)構(gòu)的SiO2膠體晶體的方法可重復(fù)性低，膜層不可控，成本高，面積小的技術(shù)問題，提供了一種二維有序六方緊密堆積結(jié)構(gòu)SiO2膜的制備方法。二維有序六方緊密堆積結(jié)構(gòu)SiO2膜的制備方法按照以下步驟進(jìn)行一、在錐形瓶中將2. 0918 8. 3281g正硅酸乙酯與50mL無水乙醇混合，得混合液a，將3. 0843 12. OOOlg去離子水、3. 9 15. 4mL濃度為13mol/L(以NH3計(jì))的濃氨水與40mL無水乙醇混合，得混合液b，在20°C磁力攪拌下將混合液a和混合液b混合，攪拌20h，得到粒徑為140 550nmSi02顆粒分散液；二、玻璃基片的清洗將載玻片浸入到丙酮中超聲清洗30min，然后浸入到乙醇中超聲清洗30min,在超純水中超聲清洗30min,在氨水與雙氧水的混合液中超聲處理30min,然后用超純水沖洗，并在超純水中超聲清洗30min，然后將載玻片放到濃硫酸與雙氧水的混合液中，煮沸30min，然后用超純水沖洗，并在超純水中超聲清洗30min，然后將經(jīng)過處理的載玻片保存在超純水中；步驟二中所述的氨水與雙氧水的混合液由氨水與雙氧水按照I : I的體積比組成，步驟二中所述的濃硫酸與雙氧水的混合液由濃硫酸與雙氧水按照6 4的體積比組成；
三、氨基化處理將20 μ I的超純水分散到20mL無水甲苯中，配制成甲苯飽和溶液，然后向甲苯飽和溶液中加入O. 2ml的氨丙基三乙氧基硅烷，混合均勻，得到氨基化溶液，將經(jīng)過步驟二處理的載玻片吹干后放入氨基化溶液中反應(yīng)lh，然后分別在甲苯、丙酮及乙醇中超聲清洗20min,用超純水沖洗,最后在超純水中超聲20min,得到氨基化處理的載玻片，然后將氣基化處理的載玻片保存在超純水中；四、十六烷基三甲基溴化銨改性納米SiO2 將O. 12g SiO2顆粒分散液加到5ml的異丙醇中，超聲分散6h，得到混合液，將3mg十六烷基三甲基溴化銨加到混合液中，并超聲分散3小時(shí)，得到改性分散液，在6000rpm的條件下離心分離改性分散液20min，然后將沉淀物用乙醇分散，并且在6000rpm的條件下離心分離3次，最后將經(jīng)過3次離心后的沉淀物在50°C下烘干，即得改性納米SiO2 ；五、鋪展液的配制將硬脂酸和改性納米SiO2加入到氯仿甲醇混合溶液中，采用40KHz超聲波震蕩3h，得到鋪展液，鋪展液中硬脂酸濃度為O. 10 I. Omg/mL，鋪展液中改性納米SiO2濃度為20mg/ml ；步驟五中所述氯仿甲醇混合溶液中氯仿與甲醇的體積比為3 5 I ；六、將氨基化處理的載玻片與鋪展液放入KSV-Minitixnigh型LB膜分析儀中，在滑障速度為4 8mm/min、靜止時(shí)間為10 45min、鋪展量為20 120 μ L、轉(zhuǎn)移膜壓為25 45mN/m、提拉速度為O. 5 5mm/min的條件下，在氨基化處理的載玻片表面上得到SiO2膜，將SiO2膜在370°C干燥30 50min，然后在500°C預(yù)燒結(jié)30 50min ；七、重復(fù)步驟六η次，η為正整數(shù)，即得二維有序六方緊密堆積結(jié)構(gòu)SiO2膜。本發(fā)明包括以下優(yōu)點(diǎn)I、本發(fā)明制備的二維有序六方緊密堆積結(jié)構(gòu)SiO2膜，具有面積大，有序度高，粒子粒徑小的優(yōu)點(diǎn)，有望應(yīng)用于光電子、光子晶體、催化等領(lǐng)域。2、可制備多層SiO2膜，并且膜層高度可控，重復(fù)性高，價(jià)格低廉。3、簡單、可控、可制備不同粒徑的SiO2單分子膜。


圖I是實(shí)驗(yàn)一中SiO2與改性納米SiO2的紅外圖譜，圖中(a)表示SiO2的紅外圖譜，(b)表示改性納米SiO2的紅外圖譜；圖2是實(shí)驗(yàn)一中改性納米SiO2在2800 2980區(qū)間紅外譜圖；圖3是實(shí)驗(yàn)一制備的二維有序六方緊密堆積結(jié)構(gòu)SiO2單層膜放大50000倍的SEM圖片；圖4是實(shí)驗(yàn)二制備的二維有序六方緊密堆積結(jié)構(gòu)SiO2單層膜放大25000倍的SEM圖片；圖5是實(shí)驗(yàn)三制備的二維有序六方緊密堆積結(jié)構(gòu)SiO2單層膜放大20000倍的SEM圖片。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉具體實(shí)施方式
，還包括各具體實(shí)施方式
間的任意組合。
具體實(shí)施方式
一本實(shí)施方式二維有序六方緊密堆積結(jié)構(gòu)SiO2膜的制備方法按照以下步驟進(jìn)行一、在錐形瓶中將2. 0918 8. 3281g正硅酸乙酯與50mL無水乙醇混合，得混合液
a,將3. 0843 12. OOOlg去離子水、3. 9 15. 4mL濃度為13mol/L的濃氨水與40mL無水乙醇混合，得混合液b，在20°C磁力攪拌下將混合液a和混合液b混合，攪拌20h，得到粒徑為140 550nmSi02顆粒分散液；二、玻璃基片的清洗將載玻片浸入到丙酮中超聲清洗30min，然后浸入到乙醇中超聲清洗30min,在超純水中超聲清洗30min,在氨水與雙氧水的混合液中超聲處理30min, 然后用超純水沖洗，并在超純水中超聲清洗30min，然后將載玻片放到濃硫酸與雙氧水的混合液中，煮沸30min，然后用超純水沖洗，并在超純水中超聲清洗30min，然后將經(jīng)過處理的載玻片保存在超純水中；步驟二中所述的氨水與雙氧水的混合液由氨水與雙氧水按照I : I的體積比組成，步驟二中所述的濃硫酸與雙氧水的混合液由濃硫酸與雙氧水按照6 4的體積比組成；三、氨基化處理將20μ I的超純水分散到無水甲苯中，配制成甲苯飽和溶液，然后向甲苯飽和溶液中加入O. 2ml的氨丙基三乙氧基硅烷，混合均勻，得到氨基化溶液，將經(jīng)過步驟二處理的載玻片吹干后放入氨基化溶液中反應(yīng)lh，然后分別在甲苯、丙酮及乙醇中超聲清洗20min，用超純水沖洗，最后在超純水中超聲20min，得到氨基化處理的載玻片，然后將氣基化處理的載玻片保存在超純水中；四、十六烷基三甲基溴化銨改性納米SiO2 將O. 12g SiO2顆粒分散液加到5ml的異丙醇中，超聲分散6h，得到混合液，將3mg十六烷基三甲基溴化銨加到混合液中，并超聲分散3小時(shí)，得到改性分散液，在6000rpm的條件下離心分離改性分散液20min，然后將沉淀物用乙醇分散，并且在6000rpm的條件下離心分離3次，最后將經(jīng)過3次離心后的沉淀物在50°C下烘干，即得改性納米SiO2 ；五、鋪展液的配制將硬脂酸和改性納米SiO2加入到氯仿甲醇混合溶液中，采用40KHz超聲波震蕩3h，得到鋪展液，鋪展液中硬脂酸濃度為O. 10 I. Omg/mL，鋪展液中改性納米SiO2濃度為20mg/ml ；步驟五中所述氯仿甲醇混合溶液中氯仿與甲醇的體積比為3 5 I ；六、將氨基化處理的載玻片與鋪展液放入KSV-Minitixnigh型LB膜分析儀中，在滑障速度為4 8mm/min、靜止時(shí)間為10 45min、鋪展量為20 120 μ L、轉(zhuǎn)移膜壓為25 45mN/m、提拉速度為O. 5 5mm/min的條件下，在氨基化處理的載玻片表面上得到SiO2膜，將SiO2膜在370°C燒結(jié)30 50min，然后在500°C燒結(jié)30 50min ；七、重復(fù)步驟六η次，η為正整數(shù)，即得二維有序六方緊密堆積結(jié)構(gòu)SiO2膜。
具體實(shí)施方式
二 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是步驟二中所述載玻片的規(guī)格為15mmX40mm。其它與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一或二不同的是步驟五中所述氯仿甲醇混合溶液中氯仿與甲醇的體積比為4 I。其它與具體實(shí)施方式
一或二相同。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至三之一不同的是步驟五中所述鋪展液中硬脂酸濃度為O. 5mg/mL。其它與具體實(shí)施方式
一至三之一相同。
具體實(shí)施方式
五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至四之一不同的是步驟六中所述滑障速度為5 7mm/min。其它與具體實(shí)施方式
一至四之一相同。
具體實(shí)施方式
六本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至五之一不同的是步驟六中所述滑障速度為5mm/min。其它與具體實(shí)施方式
一至五之一相同。
具體實(shí)施方式
七本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至六之一不同的是步驟六中所述靜止時(shí)間為30min。其它與具體實(shí)施方式
一至六之一相同。
具體實(shí)施方式
八本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至七之一不同的是步驟六中所述鋪展量為80 μ L。其它與具體實(shí)施方式
一至七之一相同。
具體實(shí)施方式
九本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至八之一不同的是步驟六中所述轉(zhuǎn)移膜壓為40mN/m。其它與具體實(shí)施方式
一至八之一相同。
具體實(shí)施方式
十本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至九之一不同的是步驟六中所述提拉速度為lmm/min。其它與具體實(shí)施方式
一至九之一相同。采用下述實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證本發(fā)明方法實(shí)驗(yàn)一—、在錐形瓶中將2. 0918g正娃酸乙酯與50mL無水乙醇混合，得混合液a,將
3.0843g去離子水、3. 9mL濃度為13mol/L的濃氨水與40mL無水乙醇混合，得混合液b，在20°C磁力攪拌下將混合液a和混合液b混合，攪拌20h，得到粒徑為HOnmSiO2顆粒分散液；二、玻璃基片的清洗將載玻片浸入到丙酮中超聲清洗30min，然后浸入到乙醇中超聲清洗30min,在超純水中超聲清洗30min,在氨水與雙氧水的混合液中超聲處理30min,然后用超純水沖洗，并在超純水中超聲清洗30min，然后將載玻片放到濃硫酸與雙氧水的混合液中，煮沸30min，然后用超純水沖洗，并在超純水中超聲清洗30min，然后將經(jīng)過處理的載玻片保存在超純水中；步驟二中所述的氨水與雙氧水的混合液由氨水與雙氧水按照I : I的體積比組成，步驟二中所述的濃硫酸與雙氧水的混合液由濃硫酸與雙氧水按照6 4的體積比組成；三、氨基化處理將20 μ I的超純水分散到20mL無水甲苯中，配制成甲苯飽和溶液，然后向甲苯飽和溶液中加入O. 2ml的氨丙基三乙氧基硅烷，混合均勻，得到氨基化溶液，將經(jīng)過步驟二處理的載玻片吹干后放入氨基化溶液中反應(yīng)lh，然后分別在甲苯、丙酮及乙醇中超聲清洗20min,用超純水沖洗,最后在超純水中超聲20min,得到氨基化處理的載玻片，然后將氣基化處理的載玻片保存在超純水中；四、十六烷基三甲基溴化銨改性納米SiO2 將O. 12g SiO2顆粒分散液加到5ml的異丙醇中，超聲分散6h，得到混合液，將3mg十六烷基三甲基溴化銨加到混合液中，并超聲分散3小時(shí)，得到改性分散液，在6000rpm的條件下離心分離改性分散液20min，然后將沉淀物用乙醇分散，并且在6000rpm的條件下離心分離3次，最后將經(jīng)過3次離心后的沉淀物在50°C下烘干，即得改性納米SiO2 ；五、鋪展液的配制將硬脂酸和改性納米SiO2加入到氯仿甲醇混合溶液中，采用40KHz超聲波震蕩3h，得到鋪展液，鋪展液中硬脂酸濃度為I. Omg/mL，鋪展液中改性納米SiO2濃度為20mg/ml ；步驟五中所述氯仿甲醇混合溶液中氯仿與甲醇的體積比為3 I ；六、將氨基化處理的載 玻片與鋪展液放入KSV-Minitixnigh型LB膜分析儀中，在滑障速度為5mm/min、靜止時(shí)間為35min、鋪展量為40 μ L、轉(zhuǎn)移膜壓為40mN/m、提拉速度為lmm/min的條件下，在氨基化處理的載玻片表面上得到SiO2膜，將SiO2膜在370°C燒結(jié)50min，然后在500°C預(yù)燒結(jié)50min，即得二維有序六方緊密堆積結(jié)構(gòu)SiO2單層膜。實(shí)驗(yàn)二—、在錐形瓶中將6. 2576g正娃酸乙酯與50mL無水乙醇混合，得混合液a,將9. 0201g去離子水、11. 55mL濃度為13mol/L的濃氨水與40mL無水乙醇混合,得混合液b,在20°C磁力攪拌下將混合液a和混合液b混合，攪拌20h，得到粒徑為300nmSi02顆粒分散液；二、玻璃基片的清洗將載玻片浸入到丙酮中超聲清洗30min，然后浸入到乙醇中超聲清洗30min,在超純水中超聲清洗30min,在氨水與雙氧水的混合液中超聲處理30min,然后用超純水沖洗，并在超純水中超聲清洗30min，然后將載玻片放到濃硫酸與雙氧水的混合液中，煮沸30min，然后用超純水沖洗，并在超純水中超聲清洗30min，然后將經(jīng)過處理的載玻片保存在超純水中；步驟二中所述的氨水與雙氧水的混合液由氨水與雙氧水按照I : I的體積比組成，步驟二中所述的濃硫酸與雙氧水的混合液由濃硫酸與雙氧水按照6 4的體積比組成；三、氨基化處理將20 μ I的超純水分散到20mL無水甲苯中，配制成甲苯飽和溶液，然后向甲苯飽和溶液中加入O. 2ml的氨丙基三乙氧基硅烷，混合均勻，得到氨基化溶液，將經(jīng)過步驟二處理的載玻片吹干后放入氨基化溶液中反應(yīng)lh，然后分別在甲苯、丙酮及乙醇中超聲清洗20min,用超純水沖洗,最后在超純水中超聲20min,得到氨基化處理的載玻片，然后將氣基化處理的載玻片保存在超純水中；四、十六烷基三甲基溴化銨改性納米SiO2 將O. 12g SiO2顆粒分散液加到5ml的異丙醇中，超聲分散6h，得到混合液，將3mg十六烷基三甲基溴化銨加到混合液中，并超聲分散3小時(shí)，得到改性分散液，在6000rpm的條件下離心分離改性分散液20min，然后將沉淀物用乙醇分散，并且在6000rpm的條件下離心分離3次，最后將經(jīng)過3次離心后的沉淀物在50°C下烘干，即得改性納米SiO2 ；五、鋪展液的配制將硬脂酸和改性納米SiO2加入到氯仿甲醇混合溶液中，采用40KHz超聲波震蕩3h，得到鋪展液，鋪展液中硬脂酸濃度為O. 5mg/mL，鋪展液中改性納米SiO2濃度為20mg/ml ；步驟五中所述氯仿甲醇混合溶液中氯仿與甲醇的體積比為4 I ；
六、將氨基化處理的載玻片與鋪展液放入KSV-Minitixnigh型LB膜分析儀中，在滑障速度為5mm/min、靜止時(shí)間為35min、鋪展量為80 μ L、轉(zhuǎn)移膜壓為40mN/m、提拉速度為lmm/min的條件下，在氨基化處理的載玻片表面上得到SiO2膜，將SiO2膜在370°C燒結(jié)50min，然后在500°C燒結(jié)50min，即得二維有序六方緊密堆積結(jié)構(gòu)SiO2單層膜。實(shí)驗(yàn)三—、在錐形瓶中將8. 3281g正娃酸乙酯與50mL無水乙醇混合，得混合液a,將12. OOOlg去離子水、15. 4mL濃度為13mol/L的濃氨水與40mL無水乙醇混合,得混合液b,在20°C磁力攪拌下將混合液a和混合液b混合，攪拌20h，得到粒徑為550nmSi02顆粒分散液；二、玻璃基片的清洗將載玻片浸入到丙酮中超聲清洗30min，然后浸入到乙醇中超聲清洗30min,在超純水中超聲清洗30min,在氨水與雙氧水的混合液中超聲處理30min,然后用超純水沖洗，并在超純水中超聲清洗30min，然后將載玻片放到濃硫酸與雙氧水的混合液中，煮沸30min，然后用超純水沖洗，并在超純水中超聲清洗30min，然后將經(jīng)過處理的 載玻片保存在超純水中；步驟二中所述的氨水與雙氧水的混合液由氨水與雙氧水按照I : I的體積比組成，步驟二中所述的濃硫酸與雙氧水的混合液由濃硫酸與雙氧水按照6 4的體積比組成；三、氨基化處理將20 μ I的超純水分散到20mL無水甲苯中，配制成甲苯飽和溶液，然后向甲苯飽和溶液中加入O. 2ml的氨丙基三乙氧基硅烷，混合均勻，得到氨基化溶液，將經(jīng)過步驟二處理的載玻片吹干后放入氨基化溶液中反應(yīng)lh，然后分別在甲苯、丙酮及乙醇中超聲清洗20min,用超純水沖洗,最后在超純水中超聲20min,得到氨基化處理的載玻片，然后將氣基化處理的載玻片保存在超純水中；四、十六烷基三甲基溴化銨改性納米SiO2 將O. 12g SiO2顆粒分散液加到5ml的異丙醇中，超聲分散6h，得到混合液，將3mg十六烷基三甲基溴化銨加到混合液中，并超聲分散3小時(shí)，得到改性分散液，在6000rpm的條件下離心分離改性分散液20min，然后將沉淀物用乙醇分散，并且在6000rpm的條件下離心分離3次，最后將經(jīng)過3次離心后的沉淀物在50°C下烘干，即得改性納米SiO2 ；五、鋪展液的配制將硬脂酸和改性納米SiO2加入到氯仿甲醇混合溶液中，采用40KHz超聲波震蕩3h，得到鋪展液，鋪展液中硬脂酸濃度為O. 10mg/mL，鋪展液中改性納米SiO2濃度為20mg/ml ；步驟五中所述氯仿甲醇混合溶液中氯仿與甲醇的體積比為5 I ；六、將氨基化處理的載玻片與鋪展液放入KSV-Minitixnigh型LB膜槽分析儀中，在滑障速度為5mm/min、靜止時(shí)間為35min、鋪展量為120 μ L、轉(zhuǎn)移膜壓為40mN/m、提拉速度為lmm/min的條件下，在氨基化處理的載玻片表面上得到SiO2膜，將SiO2膜在370°C燒結(jié)50min，然后在500°C燒結(jié)50min，即得二維有序六方緊密堆積結(jié)構(gòu)SiO2單層膜。實(shí)驗(yàn)四一、在錐形瓶中將8. 3281g正娃酸乙酯與50mL無水乙醇混合，得混合液a,將12. OOOlg去離子水、15. 4mL濃度為13mol/L的濃氨水與40mL無水乙醇混合,得混合液b,在20°C磁力攪拌下將混合液a和混合液b混合，攪拌20h，得到粒徑為550nmSi02顆粒分散液；二、玻璃基片的清洗將載玻片浸入到丙酮中超聲清洗30min，然后浸入到乙醇中超聲清洗30min,在超純水中超聲清洗30min,在氨水與雙氧水的混合液中超聲處理30min,然后用超純水沖洗，并在超純水中超聲清洗30min，然后將載玻片放到濃硫酸與雙氧水的混合液中，煮沸30min，然后用超純水沖洗，并在超純水中超聲清洗30min，然后將經(jīng)過處理的載玻片保存在超純水中； 步驟二中所述的氨水與雙氧水的混合液由氨水與雙氧水按照I : I的體積比組成，步驟二中所述的濃硫酸與雙氧水的混合液由濃硫酸與雙氧水按照6 4的體積比組成；三、氨基化處理將20μ I的超純水分散到無水甲苯中，配制成甲苯飽和溶液，然后向甲苯飽和溶液中加入O. 2ml的氨丙基三乙氧基硅烷，混合均勻，得到氨基化溶液，將經(jīng)過步驟二處理的載玻片吹干后放入氨基化溶液中反應(yīng)lh，然后分別在甲苯、丙酮及乙醇中超聲清洗20min，用超純水沖洗，最后在超純水中超聲20min，得到氨基化處理的載玻片，然后將氣基化處理的載玻片保存在超純水中；四、十六烷基三甲基溴化銨改性納米SiO2 將O. 12g SiO2顆粒分散液加到5ml的異丙醇中，超聲分散6h，得到混合液，將3mg十六烷基三甲基溴化銨加到混合液中，并超聲分散3小時(shí)，得到改性分散液，在6000rpm的條件下離心分離改性分散液20min，然后將沉淀物用乙醇分散，并且在6000rpm的條件下離心分離3次，最后將經(jīng)過3次離心后的沉淀物在50°C下烘干，即得改性納米SiO2 ；五、鋪展液的配制將硬脂酸和改性納米SiO2加入到氯仿甲醇混合溶液中，采用40KHz超聲波震蕩3h，得到鋪展液，鋪展液中硬脂酸濃度為O. 10mg/mL，鋪展液中改性納米SiO2濃度為20mg/ml ；步驟五中所述氯仿甲醇混合溶液中氯仿與甲醇的體積比為5 I ；六、將氨基化處理的載玻片與鋪展液放入KSV-Minitixnigh型LB膜槽分析儀中，在滑障速度為5mm/min、靜止時(shí)間為35min、鋪展量為120 μ L、轉(zhuǎn)移膜壓為40mN/m、提拉速度為lmm/min的條件下,在氨基化處理的載玻片表面上得到SiO2膜，等待IOmin,待沉積的Si02膜干燥，沉降速度設(shè)為75mm/min,之后同樣以lmm/min的提拉速度沉積Si02膜,將SiO2膜在370°C燒結(jié)50min，然后在500°C燒結(jié)50min，即得二維有序六方緊密堆積結(jié)構(gòu)SiO2雙層膜。
權(quán)利要求
1.二維有序六方緊密堆積結(jié)構(gòu)SiO2膜的制備方法，其特征在于二維有序六方緊密堆積結(jié)構(gòu)SiO2膜的制備方法按照以下步驟進(jìn)行 一、在錐形瓶中將2.0918 8. 3281g正硅酸乙酯與50mL無水乙醇混合，得混合液a，將3. 0843 12. OOOlg去離子水、3. 9 15. 4mL濃度為13mol/L的濃氨水與40mL無水乙醇混合，得混合液b，在20°C磁力攪拌下將混合液a和混合液b混合，攪拌20h，得到粒徑為140 550nmSi02顆粒分散液； 二、玻璃基片的清洗將載玻片浸入到丙酮中超聲清洗30min，然后浸入到乙醇中超聲清洗30min,在超純水中超聲清洗30min,在氨水與雙氧水的混合液中超聲處理30min,然后用超純水沖洗,并在超純水中超聲清洗30min，然后將載玻片放到濃硫酸與雙氧水的混合液中，煮沸30min，然后用超純水沖洗，并在超純水中超聲清洗30min，然后將經(jīng)過處理的載玻片保存在超純水中； 步驟二中所述的氨水與雙氧水的混合液由氨水與雙氧水按照I:I的體積比組成； 步驟二中所述的濃硫酸與雙氧水的混合液由濃硫酸與雙氧水按照64的體積比組成； 三、氨基化處理將20μI的超純水分散到無水甲苯中，配制成甲苯飽和溶液，然后向甲苯飽和溶液中加入O. 2ml的氨丙基三乙氧基硅烷，混合均勻，得到氨基化溶液，將經(jīng)過步驟二處理的載玻片吹干后放入氨基化溶液中反應(yīng)lh，然后分別在甲苯、丙酮及乙醇中超聲清洗20min，用超純水沖洗，最后在超純水中超聲20min，得到氨基化處理的載玻片，然后將氨基化處理的載玻片保存在超純水中； 四、十六烷基三甲基溴化銨改性納米SiO2 將O. 12g SiO2顆粒分散液加到5ml的異丙醇中，超聲分散6h,得到混合液,將3mg十六烷基三甲基溴化銨加到混合液中，并超聲分散3小時(shí)，得到改性分散液，在6000rpm的條件下離心分離改性分散液20min，然后將沉淀物用乙醇分散，并且在6000rpm的條件下離心分離3次，最后將經(jīng)過3次離心后的沉淀物在50°C下烘干，即得改性納米SiO2 ； 五、鋪展液的配制 將硬脂酸和改性納米SiO2加入到氯仿甲醇混合溶液中，采用40KHz超聲波震蕩3h，得到鋪展液，鋪展液中硬脂酸濃度為O. 10 I. Omg/mL，鋪展液中改性納米SiO2濃度為20mg/ml ； 步驟五中所述氯仿甲醇混合溶液中氯仿與甲醇的體積比為3 5 I ； 六、將氨基化處理的載玻片與鋪展液放入KSV-Minitixnigh型LB膜槽分析儀中，在滑障速度為4 8mm/min、靜止時(shí)間為10 45min、鋪展量為20 120 μ L、轉(zhuǎn)移膜壓為25 45mN/m、提拉速度為O. 5 5mm/min的條件下，在氨基化處理的載玻片表面上得到SiO2膜，將SiO2膜在370°C燒結(jié)30 50min，然后在500°C燒結(jié)30 50min ； 七、重復(fù)步驟六η次，η為正整數(shù)，即得二維有序六方緊密堆積結(jié)構(gòu)SiO2膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述二維有序六方緊密堆積結(jié)構(gòu)SiO2膜的制備方法，其特征在于步驟二中所述載玻片的規(guī)格為15mmX40mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述二維有序六方緊密堆積結(jié)構(gòu)SiO2膜的制備方法，其特征在于步驟五中所述氯仿甲醇混合溶液中氯仿與甲醇的體積比為4 I。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述二維有序六方緊密堆積結(jié)構(gòu)SiO2膜的制備方法，其特征在于步驟五中所述鋪展液中硬脂酸濃度為O. 5mg/mL。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述二維有序六方緊密堆積結(jié)構(gòu)SiO2膜的制備方法，其特征在于步驟六中所述滑障速度為5 7mm/min。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述二維有序六方緊密堆積結(jié)構(gòu)SiO2膜的制備方法，其特征在于步驟六中所述滑障速度為5mm/min。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述二維有序六方緊密堆積結(jié)構(gòu)SiO2膜的制備方法，其特征在于步驟六中所述靜止時(shí)間為30min。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述二維有序六方緊密堆積結(jié)構(gòu)SiO2膜的制備方法，其特征在于步驟六中所述鋪展量為80 μ L。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述二維有序六方緊密堆積結(jié)構(gòu)SiO2膜的制備方法，其特征在于步驟六中所述轉(zhuǎn)移膜壓為40mN/m。
10.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述二維有序六方緊密堆積結(jié)構(gòu)SiO2膜的制備方法，其特征在于步驟六中所述提拉速度為lmm/min。
全文摘要
二維有序六方緊密堆積結(jié)構(gòu)SiO2膜的制備方法，它涉及一種SiO2膜的制備方法。本發(fā)明為了解決現(xiàn)有制備具有六方緊密堆積結(jié)構(gòu)的SiO2膠體晶體的方法可重復(fù)性低，膜層不可控，成本高，面積小的技術(shù)問題。本方法如下一、制備SiO2顆粒分散液；二、玻璃基片的清洗；三、氨基化處理載玻片；四、十六烷基三甲基溴化銨改性納米SiO2；五、鋪展液的配制六、將氨基化處理的載玻片與鋪展液放入系統(tǒng)中，在氨基化處理的載玻片表面上得到SiO2膜，將SiO2膜干燥，燒結(jié)，即得。本發(fā)明制備的二維有序六方緊密堆積結(jié)構(gòu)SiO2膜，具有面積大，有序度高，粒子粒徑小的優(yōu)點(diǎn)，并且膜層高度可控，重復(fù)性高，價(jià)格低廉。
文檔編號C03C17/25GK102718412SQ20121023916
公開日2012年10月10日 申請日期2012年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月11日
發(fā)明者劉斌斌, 唐冬雁, 宮再霖, 郭玉娣 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)