自组装单层膜技术制备纳米晶态薄膜的研究

自组装单层膜(SAMs)技术是制备纳米尺寸超薄膜材料的一种极具应用前景的新型高效、环境友好的绿色制膜技术。本文首先比较详细地介绍了自组装单层膜技术(SAMs)的发展历程和研究现状,然后对SAMs技术诱导沉积纳米晶态无机薄膜的机理进行了综述,接着比较了SAMs技术与生物矿化的异同,最后对SAMs技术的应用做了一定的展望。     

铁酸铋功能陶瓷薄膜的液相自组装制备

利用自组装单层膜技术,以三氯十八烷基硅烷(octadecyl trichlorosilane,OTS)为模板,以硝酸铋和硝酸铁为原料,在玻璃基片上成功制备了铁酸铋(BiFeO3)晶态薄膜。采用接触角仪测量了紫外光照射后OTS单层膜的亲水性。通过X射线衍射、扫描电镜和能谱仪等表征了BiFeO3薄膜的物相、表面形貌及微观结构。结果表明:紫外光照射使OTS单层膜由原来的强疏水性转变为良好的亲水性,说明OTS自组装膜层表面已被羟基化。在70℃沉积8h并经600℃退火2h制备的BiFeO3薄膜结晶良好,薄膜样品的表面平整,厚度较为均匀,薄膜厚度约为100nm。     

自组装单层膜技术及其在制备功能薄膜领域中的应用

自组装单层膜技术应用于薄膜制备领域越来越受到研究人员的关注。详细地介绍了自组装单层膜技术的发展历程,综述以有机硅烷类自组装单层膜制备功能陶瓷薄膜的反应机理,论述自组装单层膜在制备功能陶瓷薄膜领域中的应用,并对自组装单层膜技术及其应用做了一定的展望。     

自组装膜技术及应用研究进展

对自组装膜技术的概念和近年的应用和研究进展做了较全面的综述,介绍了自组装膜的形成机理,自组装膜技术在纳米薄膜、表面修饰、金属防护、生物医学、催化剂和药物传送等方面的应用.对相关研究领域的杰出研究成果进行分析,为更加深入探索和研究自组装膜技术提供了有用的参考信息.     

C_(60)/聚苯胺自组装薄膜的制备及性能研究

依靠化学键组装法在导电玻璃ITO表面制备了C60/聚苯胺薄膜。通过紫外-可见光谱证实了导电聚苯胺和足球烯之间存在着π-π相互作用。在C60亲电子作用的影响下,导电聚苯胺薄膜的电化学氧化还原性质发生了显著变化,表明聚苯胺和C60之间发生了电荷转移。     

层层自组装法制备碳纳米管薄膜研究进展

综述了近年来通过层层自组装法制备碳纳米管薄膜的一些最新研究进展,重点介绍了通过物理吸附和化学吸附两种方式来制备碳纳米管组装膜,并对如何提高碳纳米管薄膜的电化学稳定性方面进行了论述。     

液相自组装制备BaxSr1-xTiO3功能陶瓷薄膜

以Sr(NO3)2,Ba(NO3)2,(NH4)2TiF6和H3BO3作为原料,采用自组装单分子膜(self–assembled monolayers,SAMs)技术以及利用紫外光修饰技术对十八烷基三氯硅烷(C18H37SiCl3,OTS)单分子膜进行官能团改性,在氧化铟锡(indium tin oxide,ITO)玻璃基板上成功制备了BaxSr1–xTiO3功能陶瓷薄膜。通过动态/静态接触角仪测量了SAMs功能化的ITO玻璃基板表面与水的接触角,探讨功能化ITO玻璃基板在紫外光照射前后的润湿情况。通过X射线衍射、能量色散光谱和扫描电子显微镜等测试方法分析了制备的BaxSr1–xTiO3功能陶瓷薄膜的物相组成、微区结构和形貌。结果表明:改性的SAMs功能化ITO玻璃基板在50℃的前驱溶液中沉积18 h后,在600℃煅烧晶化2 h,可以成功制备出纯相BaxSr1–xTiO3功能陶瓷薄膜,薄膜的颗粒均一,形貌均匀。     

自组装金纳米粒子薄膜SERS研究

采用静电自组装技术制备了金纳米粒子薄膜,研究了薄膜的表面增强拉曼散射(SERS)活性。自组装金纳米粒子薄膜具有明显的SERS效应,其中2双层薄膜的增强效应最强。金纳米粒子相互靠近但又不至于连通的状态具有最强的增强效果。若金纳米粒子通过点、面接触形成连通网络,将导致入射光激发表面等离子体波的机率下低,使增强效果降低。     

基于紫外光辐照改性自组装单层膜图案化表面的铁酸铋薄膜制备与表征

采用自组装单层膜(self-assembled monolayers,SAMs)技术在玻璃基板表面制备了十八烷基三氯硅烷(octadecyltrichlorosilane,OTS)-SAMs,将OTS-SAMs基体在光掩膜覆盖下用紫外光进行刻蚀,得到含有亲水性和疏水性区域的模板,利用液相沉积法在OTS-SAMs模板表面制备了铁酸铋(BiFeO3)图案化薄膜。通过接触角仪、原子力显微镜、X射线衍射、扫描电镜、X射线能谱仪等测试手段对OTS膜和BiFeO3薄膜进行表征。结果表明:以OTS为模板利用液相沉积法制备出边缘轮廓清晰、粗糙度较小,与基板结合力较强,条纹宽度为10～20μm的BiFeO3图案化薄膜。     

液相沉积法制备TiO2薄膜及杀菌性能

采用液相沉积法（LPD）在玻璃的表面制得透明的TiO2薄膜,以XRD和SEM等方法对薄膜的物相、结构、形貌和光催化性能进行表征。通过热处理后TiO2薄膜对金黄色葡萄球菌（S．Aureus）和大肠杆菌（E．Coli）杀菌试验研究发现,在自然光照射下经热处理的TiO2薄膜具有良好的杀菌活性,400℃热处理的薄膜杀菌性能最优,在24h内可达到99％。同时对TiO2薄膜的杀菌机理进行了初号分析。     

自组装超疏水涂层的制备及性能研究

基于浸渍提拉法原理,在亲水性基底上沉积超疏水粉末生成超疏水涂层,涂层具有微/纳米级的复合结构.完成了制备各种纳米/微米颗粒自组装混合超疏水膜,用三维表面形貌仪和扫描电子显微镜对其表面进行了表征,对超疏水涂层进行了耐久性和温度性能测试,最后对导电超疏水功能性表面(Fe-C)进行了分析.     

自组装膜引导合成二氧化钛薄膜

采用巯丙基三甲氧基硅烷的分子自组装膜层对基材表面进行修饰,利用低温下氟钛酸铵的配位交换反应,制备出与基底结合紧密的二氧化钛晶态薄膜.磺酸基修饰的基材能够对TiO2膜的沉积产生明显的诱导作用,当(NH4)2TiF6与HBO3的摩尔比为0.05:0.10时,薄膜晶型主要为金红石型;比例增大为0.05:0.15时,薄膜晶型主要为锐钛矿型.沉积的TiO2晶态薄膜具有良好的透光性.     

二氧化钛薄膜的制备及光催化性能研究

通过液相沉积法(LPD)在玻璃片表面制备TiO2薄膜,并以甲基橙溶液为污染液,通过探讨制备TiO2薄膜原料的摩尔比例、诱导晶、沉积温度及时间,以及热处理温度及光照时间等因素对甲基橙溶液降解率的影响,得出最佳的降解条件.研究得出:(NH4)2TiF6与H3BO3摩尔比例为1∶1～1∶6,TiO2诱导晶为0～0.1g,沉积温度为25～65℃和沉积时间24h范围内,最佳降解条件为:摩尔比为1∶6,诱导晶为0.06g,沉积温度为55℃,550℃热处理,适当的沉积及光照时间.     

MSF-g-COOH/IFR阻燃复合薄膜的制备及性能研究

以季戊四醇(PEG)和三聚氰胺(MEL)为原料制备一种水溶性膨胀型阻燃剂(IFR),然后采用氯乙酸接枝剑麻纤维素微纤自制纳米纤维素(MSF-g-COOH)为基体,通过抽滤和自组装吸附的方法,制备了一种MSF-gCOOH/IFR阻燃复合薄膜。研究了IFR对MSF-g-COOH薄膜材料阻燃性和热性能的影响,并利用X射线分析仪(XPS)和扫描电子显微镜(SEM)对IFR的合成、MSF-g-COOH/IFR阻燃复合薄膜表面形貌的微观结构以及燃烧后的炭层结构进行分析。结果表明:当IFR自组装吸附在MSF-g-COOH薄膜表面后,MSF-g-COOH/IFR阻燃复合薄膜具有较好的阻燃性和热稳定性;其初始热分解温度相比纯MSF-g-COOH薄膜提高了20℃;经IFR自组装吸附后的MSF-g-COOH/IFR阻燃复合薄膜在燃烧过程中,其表面形成炭支撑保护层,可阻止火势蔓延。     

金属和半导体纳米微粒薄膜的制备

由于金属、半导体纳米微粒在光物理、光化学、光催化等方面具有突出的性能,因此如何将金属、半导体纳米微粒通过某些方式构建成某些薄膜材料,对实现纳米微粒在分子器件和光电器件方面的应用具有重要的意义。本文以制备方法为主线,介绍了几种构建金属、半导体纳米微粒薄膜的基本方法,对其中一些重要的问题进行了比较详细的讨论。     

单分散钴纳米晶的制备及其二维自组装

采用高温-液相还原方法,借助表面活性剂的作用,合成出具有β-Mn相稳定性较好的单分散磁性金属钴纳米晶,其平均粒子直径为7 nm。通过调节钴纳米晶的浓度,自组织形成有序的二维自组装纳米阵列。通过X射线衍射谱与透射电镜对钴纳米晶进行观察,利用SQUID对其磁学特性进行了分析。     

氧化铁纳米薄膜自组装制备与原子力显微镜表征

单晶硅表面上自组装单层有机分子巯基硅烷单层膜,将这层巯基原位氧化成为磺酸基,在氢氧化铁溶胶形成过程中同时放入带有磺酸基层的硅基底进行薄膜组装,由于溶胶颗粒极小、分布均匀,可以得到表面粗糙度仅为0.164nm、颗粒小于10nm的均匀的氧化铁薄膜,并采用原子力显微镜(AFM)进行了表面形貌的表征.     

液相自组装制备BaxSr1–xTiO3功能陶瓷薄膜

以Sr(NO3)2,Ba(NO3)2,(NH4)2TiF6和H3BO3作为原料,采用自组装单分子膜(self–assembled monolayers,SAMs)技术以及利用紫外光修饰技术对十八烷基三氯硅烷(C18H37SiCl3,OTS)单分子膜进行官能团改性,在氧化铟锡(indium tin oxide,ITO)玻璃基板上成功制备了BaxSr1–xTiO3功能陶瓷薄膜。通过动态/静态接触角仪测量了SAMs功能化的ITO玻璃基板表面与水的接触角,探讨功能化ITO玻璃基板在紫外光照射前后的润湿情况。通过X射线衍射、能量色散光谱和扫描电子显微镜等测试方法分析了制备的BaxSr1–xTiO3功能陶瓷薄膜的物相组成、微区结构和形貌。结果表明:改性的SAMs功能化ITO玻璃基板在50℃的前驱溶液中沉积18 h后,在600℃煅烧晶化2 h,可以成功制备出纯相BaxSr1–xTiO3功能陶瓷薄膜,薄膜的颗粒均一,形貌均匀。     

ZrO_2-Y_2O_3超细粉的制备及性能研究

本文采用均匀沉淀法和共沉淀两种方法制备ZrO_2—Y_2O_3超细粉平均粒径为0.013μm。同时对所制备的超细粉性能进行了研究,结果表明两种方法都能制备出与日本第一稀元素化学工业株式会社制备的超细粉性能相当的超细粉。对比两种方法所制备的超细粉,发现用均匀沉淀法所制备的超细粉颗粒较细且分布均匀,团聚参数小,烧结性能好。     

PTFE乳液制备PTFE/ZrO2微孔膜及性能研究

尝试以聚四氟乙烯（PTFE）乳液为原料制备PTFE微孔膜,选定化学稳定性、热稳定性优异的纳米二氧化锆（ZrO2）作为增强剂以提高微孔膜强度,采用电子万能力学试验机测试了样品的力学强度,用单因素法讨论了纳米ZrO2含量、拉伸比例、热处理温度和热处理时间对微孔膜拉伸强度的影响;同时采用低温等离子体处理PTFE/ZrO2复合微孔膜以改善其表面亲水性。结果表明,PTFE/ZrO2复合微孔膜的拉伸强度与纳米ZrO2含量成正比,与拉伸倍数成反比;其拉伸强度随着热处理温度的升高或热处理时间的延长,呈先增大后减小的变化趋势,分别在310 ℃和10 min时出现最大值;低温等离子体处理的最佳时间为30 s。