專(zhuān)利名稱(chēng)：一種基于復(fù)合膠束體系制備納米材料薄膜的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種納米材料薄膜的制備方法，具體涉及使用復(fù)合膠束分散納米材料制備納米材料薄膜的方法。
背景技術(shù)：
相對(duì)于宏觀材料，納米材料具備有高比表面積，量子效應(yīng)等特殊性能。由納米材料制備的薄膜在微電子器件，光伏電池，生物傳感器等領(lǐng)域有著極大的應(yīng)用價(jià)值。例如，由碳納米管，金屬納米線，石墨烯等材料制備的薄膜同時(shí)具備高導(dǎo)電性以及高透明性，因此可以取代氧化銦錫成為下一代的透明電極材料。更值得一提的是，由蒙脫土等片狀納米材料制備的薄膜則可以提高基材的阻隔性能，機(jī)械性能甚至抗燒蝕性能。此外，由兩種或兩種以上不同納米材料制備出的雜化薄膜也表現(xiàn)出了奇特的性質(zhì)。例如，在碳納米管薄膜中加入少量石墨烯可以極大提高薄膜的導(dǎo)電性能。目前，制備納米材料薄膜的方法主要有原位生長(zhǎng)法(Small，4，1527-1536)，轉(zhuǎn)印法(AdvMater, 18,304-309),抽濾法(Science, 305，1273-1276)，旋涂法(ACS Nano, 4:5382-5388)以及噴涂法(Chem Eng Sci, 65, 2000-2008)等。但是以上方法往往很難實(shí)現(xiàn)納米材料薄膜的大規(guī)模制備。在工業(yè)界，往往采用輥涂法，刮涂法等方法制備各種材料的薄膜。所述的輥涂是指利用蘸涂料的棍子在基材表面棍動(dòng)的涂膜方法(Paint and coating testing manual:fourteenthedition of the Gardner-Sward handbook)。刮涂是指米用刮刀在基材表面涂膜的方法(Coating Technology Handbook.Third Edition NW:CRC, 2006)。而通常情況下，由于納米材料的分散液粘度較低，當(dāng)直接利用納米材料分散液進(jìn)行涂膜后，由于重力或者去潤(rùn)濕作用，涂膜液會(huì)發(fā)生二次流動(dòng)現(xiàn)象，最后導(dǎo)致無(wú)法均勻成膜。因此，為實(shí) 現(xiàn)納米材料薄膜的工業(yè)化制備，必須提高其分散液的粘度
發(fā)明內(nèi)容
:本發(fā)明的目的是提供一種適用于多種類(lèi)型的納米材料薄膜的制備方法即基于復(fù)合膠束體系制備納米材料薄膜的方法，該方法能規(guī)?；竺娣e制備納米材料薄膜。本發(fā)明的關(guān)鍵在于使用復(fù)合膠束分散各種納米材料，從而制備出具有豐富粘彈性能的分散體系，以該分散體系為涂料采用輥涂或刮涂法進(jìn)行涂膜，制備均勻的納米材料薄膜。所述復(fù)合膠束是指由兩種或者兩種以上的乳化劑(或者乳化劑與有機(jī)小分子化合物)通過(guò)離子鍵，氫鍵，范德華力等作用而形成的復(fù)合結(jié)構(gòu)。所述的基于復(fù)合膠束體系制備納米材料薄膜的方法，具體制備步驟如下:A.將納米材料超聲分散在復(fù)合膠束體系中，其中復(fù)合膠束的粘度為
0.01-150Pa.S，納米材料的含量為0.l_50mg/ml，并通過(guò)離心分離除去過(guò)量的、尺寸在微米級(jí)的納米材料聚集體，得到涂膜分散液；所述納米材料是金屬納米材料、無(wú)機(jī)非金屬納米材料或有機(jī)納米材料復(fù)合納米材料；所述的金屬納米材料是金、銀、鉬、鈀、銠、銥、釕或鈰的納米材料；所述無(wú)機(jī)非金屬納米材料是氧化鋅、硫化鉻、二氧化錳、四氧化三鐵、二氧化鋯、硅、鍺、碳納米管、石墨烯、氧化石墨烯或納米金剛石；所述有機(jī)納米材料是聚苯胺、聚噻吩或聚批咯的納米結(jié)構(gòu)材料。B.將步驟A制備的涂膜分散液在基材上涂膜，涂膜后形成的波浪形液面自發(fā)流平形成均勻涂層；所述的基材是聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚丙烯、尼龍、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乳酸薄膜或片材中的一種，或是玻璃、石英、云母、硅、銅、不銹鋼、金或箔的片材；涂層厚度為20-500微米，較佳的為30-200微米；于20_50°C下烘干得到納米材料薄膜；較佳烘干溫度為20-30°C。C.通過(guò)浸泡或者抽提的方法除去納米材料薄膜層中殘余的表面活性劑，浸泡、抽提所用溶劑是乙醇、甲醇、丙酮四氫呋喃或N，N-二甲基甲酰胺；當(dāng)基材為金屬或無(wú)機(jī)非金屬材料時(shí)，直接通過(guò)加熱蒸發(fā)移除其中的表面活性劑；步驟A所述的復(fù)合膠束體系是由主表面活性劑溶液、助表面活性劑和助劑組成；所述復(fù)表面活性劑溶液是由表面活性劑和溶劑組成，其中表面活性劑的濃度為
0.02-0.lmol/L ;較佳的為0.03-0.05mol/L ;所用的溶劑為水、甲醇、乙醇，或者是水與有機(jī)溶劑的混合組成溶劑，其中水的質(zhì)量百分含量為2-100%，較佳的為50-80%;有機(jī)溶劑是甲醇、乙醇、四氫呋喃、N，N- 二甲基甲酰胺或丙酮中的一種。復(fù)合膠束體系是以下三類(lèi)組合之一:`第I類(lèi):以陽(yáng)離子型表面活性劑為主表面活性劑，以有機(jī)酸或者有機(jī)鹽為助表面活性劑和以非離子型表面活性劑為助劑組成的分散體系；所述的陽(yáng)離子型表面活性劑為十六烷基三甲基氫氧化胺、十二烷基三甲基氯化銨、十二烷基二甲基芐基氯化銨、十八烷基二甲基羥乙基硝酸銨硫脲基咪唑啉季銨鹽、十六烷基氯化吡啶、十六烷基溴化吡啶、十二烷基氯化吡啶、十二烷基溴化喹啉；其中較佳的為十六烷基三甲基氫氧化胺、十二烷基三甲基氯化銨、十二烷基二甲基芐基氯化銨、十八烷基二甲基羥乙基硝酸銨；所述的有機(jī)酸為對(duì)甲苯磺酸、對(duì)價(jià)苯磺酸，八烷基硫酸，十二烷基苯磺酸、十二烷基硫酸、二辛基琥珀酸磺酸，十二烷基苯磺酸，甘膽酸，十二烷基聚氧乙烯醚硫酸；所述的有機(jī)鹽為上述有機(jī)酸的鹽；所述的非離子型表面活性劑是長(zhǎng)鏈脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、脂肪胺聚氧乙烯醚、脂肪酰烷醇胺、脂肪酰烷醇胺聚氧乙烯醚、蓖麻油環(huán)氧乙烷加成物、季戊四醇脂肪酸酯、失水木糖醇脂肪酸酯、山梨醇脂肪酸酯和失水山梨醇脂肪酸酯、蔗糖脂肪酸酯、烷基糖苷、聚甘油脂肪酸酯、聚甘油多聚蓖麻酸酯中的一種；其中較佳的為單硬脂酸甘油酯；辛基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯胺；當(dāng)助表面活性劑分子量低于主表面活性劑時(shí)，助表面活性劑與主表面活性劑的質(zhì)量比為1: 0.3-100，較佳的為1: 0.7-1.5 ;當(dāng)助表面活性劑分子量等于或高于主表面活性劑時(shí)，助表面活性劑與主表面活性劑的質(zhì)量比為1: 2-100;較佳的為1: 4-20。體系中非離子表面活性劑的質(zhì)量百分含量為0-4% ;較佳的質(zhì)量百分含量為0.1-1%。第2類(lèi):以陰離子型表面活性劑為主表面活性劑，以有機(jī)陽(yáng)離子鹽或者有機(jī)堿為助表面活性劑和以非離子型表面活性劑為助劑組成的分散體系；所述的陰離子型表面活性劑是月桂酸鈉、肉豆蘧酸鉀、硬脂酸鉀、十八烷基苯磺酸納、十八燒基蔡橫酸納、亞甲基雙蔡橫酸納、十~■燒基橫酸、十~■燒基硫酸納、十~■燒基硫酸、三十六烷基硫酸鉀、二十二烷基硫酸銨、月桂醇磷酸酯鉀鹽、二十二醇磷酸酯鈉鹽、十八醇磷酸酯銨鹽、十二醇聚氧乙烯醚磷酸酯、二十二醇聚氧乙烯醚磷酸酯鈉鹽或三十六醇聚氧乙烯醚磷酸酯銨鹽中的一種；所述的有機(jī)陽(yáng)離子鹽為十二胺鹽酸鹽、三辛胺鹽酸鹽、十二烷基二乙基銨甲酸鹽、苯基三甲基氯化銨、苯基丁基二甲基溴化銨、甲基氯化吡唆、乙基氯化吡唆、辛基三甲基氯化銨、辛烷基三乙基溴化銨、四己基溴化銨、十二烷基三甲基溴化銨、十八烷基硝酸銨、十七烯基咪唑啉型銨鹽，氯化吡啶鹽或氯化-1-卞-喹啉鹽中的一種；所述的有機(jī)堿為上述有機(jī)陽(yáng)離子鹽的堿；當(dāng)助表面活性劑分子量低于主表面活性劑時(shí)，助表面活性劑與主表面活性劑的質(zhì)量比值為1: 0.3-100，較佳為1: 0.6-100 ;當(dāng)助表面活性劑分子量等于或高于主表面活性劑時(shí)，助表面活性劑與主表面活性劑的物質(zhì)的量比值為1: 2-100;較佳的為1: 4-20。所述非離子型表面活性劑與第I類(lèi)復(fù)合膠束體系中所述相同。第3類(lèi):以陰離子型表面活性劑、陽(yáng)離子型表面活性劑或非離子型表面活性劑之一為主表面活性劑，以非離子型表面活性劑為助表面活性劑的分散體系。所述的陰離子型表面活性劑、陽(yáng)離子型表面活性劑以及非離子型表面活性劑與第I類(lèi)復(fù)合膠束體系中所述相同。本發(fā)明的有益效果是:
1.可以大規(guī)模大面積在不同基材表面制備納米材料薄膜。2.采用復(fù)合表面活性劑溶液分散納米材料，以獲得粘彈性能豐富的涂膜分散液，成膜后，基材表面殘余的表面活性劑可以方便的移除。3.采用復(fù)合表面活性劑溶液體系可以分散多種納米材料，并在此基礎(chǔ)上制備出不同納米材料的薄膜及其雜化薄膜。


圖1是實(shí)施例1中單壁碳納米管薄膜的掃描電子顯微鏡照片。圖2是實(shí)施例2中單壁碳納米管薄膜的掃描電子顯微鏡照片。圖3是實(shí)施例3中多壁碳納米管薄膜的掃描電子顯微鏡照片。圖4是實(shí)施例4中氧化石墨烯薄膜的掃描電子顯微鏡照片。圖5是實(shí)施例5中銀納米線網(wǎng)絡(luò)的掃描電子顯微鏡照片。圖6是實(shí)施例6中單壁碳納米管/氧化石墨烯雜化膜的掃描電子顯微鏡照片。圖7是實(shí)施例7中二氧化鈦納米粒子薄膜的掃描電子顯微鏡照片。圖8是實(shí)施例8中聚3，4-乙撐二氧噻吩納米線薄膜的掃描電子顯微鏡照片。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一將15mg單壁碳納米加入15ml濃度為0.15M的十六烷基三甲基氫氧化胺的水溶液中，然后采用超聲波細(xì)胞破碎儀超聲lOmin，超聲功率為100W。將所得的碳納米管分散液在9000rpm轉(zhuǎn)速下離心15min。取出IOml上清液并向清液中逐滴加入Iml 0.14M的對(duì)甲苯磺酸水溶液。將單壁碳納米涂膜分散液滴到聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯基材表面。用膠輥拖過(guò)單壁碳納米液滴形成一層碳納米管分散液的薄膜。涂膜厚度約為350微米。然后在20°C將涂有單壁碳納米分散液的薄膜晾干。將薄膜置于水和乙醇的溶液(I: lv/v)中浸泡24h，然后在乙醇中抽提24h除去其中表面活性劑。所得碳納米管薄膜的電鏡照片如圖1所示。實(shí)施例二將15mg單壁碳納米加入15ml濃度為0.04M的十二烷基硫酸鈉水溶液中，然后采用超聲波細(xì)胞破碎儀超聲lOmin，超聲功率為100W。將所得的碳納米管分散液在9000rpm轉(zhuǎn)速下離心15min。取出IOml上清液并向其中逐滴加入Iml 0.45M的N-甲基吡啶鹽酸鹽水溶液。將上述單壁碳納米涂膜分散液滴到玻璃基材表面。用膠輥拖過(guò)單壁碳納米液滴形成一層碳納米管分散液的薄膜。涂膜厚度為20微米。然后在20°C將涂有單壁碳納米分散液的薄膜晾干。薄膜內(nèi)的表面活性劑可以通過(guò)在乙醇溶液中浸泡24h，然后在乙醇中抽提24h除去。所得碳納米管薄膜的電鏡照片如圖2所示。實(shí)施例三將15mg多壁碳納米加入15ml濃度為0.05M的十六酸鈉水/甲醇混合溶液(水和甲醇的體積比為7: 3)中，然后采用超聲波細(xì)胞破碎儀超聲lOmin，超聲功率為100W。將所得的碳納米管分散液在9000rpm轉(zhuǎn)速下離心15min。取出IOml上清液并向其中逐滴加入Iml 0.15M的曲拉通X 100水溶液以調(diào)節(jié)碳納米管涂膜分散液的粘度。將多壁碳納米涂膜分散液`滴到銅箔表面。然后，將膠輥拖過(guò)多壁碳納米液滴形成一層碳納米管分散液的薄膜涂膜厚度為100微米。然后在20°C將涂有多壁碳納米分散液的薄膜晾干。薄膜內(nèi)的表面活性劑可以通過(guò)在水和乙醇的溶液中浸泡24h，然后在乙醇中抽提24h除去。所得碳納米管薄膜的電鏡照片如圖3所示。實(shí)施例四將15mg氧化石墨烯加入15ml濃度為0.05M的十二烷基磺酸鈉水溶液中，然后采用超聲波細(xì)胞破碎儀超聲lOmin，超聲功率為100W。將所得的氧化石墨烯分散液在9000rpm轉(zhuǎn)速下離心15min。取出IOml上清液并向其中逐滴加入Iml 0.45M的十二醇水溶液以調(diào)節(jié)氧化石墨烯涂膜分散液的粘度。將涂膜分散液滴到聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯基材表面。然后，將膠輥拖過(guò)液滴形成一層涂膜分散液的薄膜。涂膜厚度為50微米。然后在20°C將涂有氧化石墨烯分散液的薄膜晾干。薄膜內(nèi)的表面活性劑可以通過(guò)在水和乙醇的溶液中浸泡24h，然后在乙醇中抽提24h除去。所得氧化石墨烯薄膜的電鏡照片如圖4所示。實(shí)施例五將IOOmg銀納米線加入15ml濃度為0.05M的聚氧乙烯十二烷基醚水溶液中，然后采用超聲波細(xì)胞破碎儀超聲lOmin，超聲功率為100W。取出IOml上清液并向其中逐滴加入Iml 0.6M的聚氧乙烯膽留醇醚水溶液以調(diào)節(jié)涂膜分散液的粘度。將涂膜分散液滴到聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯基材表面。然后，將膠輥拖過(guò)液滴形成一層涂膜分散液的薄膜。涂膜厚度為100微米。然后在45°C將涂有銀納米線分散液的薄膜晾干。薄膜內(nèi)的表面活性劑可以通過(guò)在水和乙醇的溶液中浸泡24h，然后在乙醇中抽提24h除去。所得銀納米線薄膜的電鏡照片如圖5所示。實(shí)施例六將15mg單壁碳納米和5mg氧化石墨烯加入15ml濃度為0.05M的十六醇聚氧乙烯醚基二甲基辛烷基氯化銨的水/乙醇混合(水和乙醇的體積比為9: I)溶液中:，然后采用超聲波細(xì)胞破碎儀超聲lOmin，超聲功率為100W。將所得的碳納米管/氧化石墨烯分散液在9000rpm轉(zhuǎn)速下離心15min。取出IOml上清液并向其中逐滴加入Iml 0.45M的水楊酸水溶液和Iml0.5M曲拉通XlOO水溶液。將碳納米管/氧化石墨烯涂膜分散液滴到聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯基材表面。然后，將膠輥拖過(guò)液滴形成一層涂膜分散液的薄膜。涂膜厚度為400微米。然后在20°C將涂有碳納米管/氧化石墨烯分散液的薄膜晾干。薄膜內(nèi)的表面活性劑可以通過(guò)在水和乙醇的溶液中浸泡24h，然后在乙醇中抽提24h除去。所得碳納米管/氧化石墨烯復(fù)合薄膜的電鏡照片如圖6所示。實(shí)施例七將500mg 二氧化鈦納米點(diǎn)加入15ml濃度為0.08M的異十三醇磷酸酯水溶液中，然后采用超聲波細(xì)胞破碎儀超聲lOmin，超聲功率為100W。取出IOml上清液并向其中逐滴加入Iml0.5M失水山梨醇脂肪酸酯水溶液。將涂膜分散液滴到聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯基材表面。然后，將膠輥拖過(guò)液滴形成一層涂膜分散液的薄膜。涂膜厚度為15微米。然后在20°C將涂有二氧化鈦納米點(diǎn)的分散液的薄膜晾干。薄膜內(nèi)的表面活性劑可以通過(guò)在水和乙醇的溶液中浸泡24h，然后在乙醇中抽提24h除去。所得二氧化鈦納米點(diǎn)薄膜的電鏡照片如圖7所示。

實(shí)施例八將80mg聚3，4_乙撐二氧噻吩納米線加入15ml濃度為0.1M的十二烷基三甲基氫氧化胺水溶液中，然后采用超聲波細(xì)胞破碎儀超聲lOmin，超聲功率為100W。取出IOml上清液并向其中逐滴加入Iml 0.5M的十二烷基磺酸鈉水溶液以調(diào)節(jié)涂膜分散液的粘度。將涂膜分散液滴到聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯基材表面。然后，將膠輥拖過(guò)液滴形成一層涂膜分散液的薄膜。涂膜厚度為30微米。然后在20°C將涂有聚3，4_乙撐二氧噻吩納米線的分散液的薄膜晾干。薄膜內(nèi)的表面活性劑可以通過(guò)在水和乙醇的溶液中浸泡24h，然后在乙醇中抽提24h除去。所得聚3，4_乙撐二氧噻吩納米線薄膜的電鏡照片如圖8所示。
權(quán)利要求
1.一種基于復(fù)合膠束體系制備納米材料薄膜的方法，具體制備步驟如下: A.將納米材料超聲分散在復(fù)合膠束體系中，其中復(fù)合膠束的粘度為0.01-150Pa *S，納米材料的含量為0.l-50mg/ml,并通過(guò)離心分離除去過(guò)量的、尺寸在微米級(jí)的納米材料聚集體，得到涂膜分散液； 所述納米材料是金屬納米材料、無(wú)機(jī)非金屬納米材料或有機(jī)納米材料復(fù)合納米材料； B.將步驟A制備的涂膜分散液在基材上涂膜，涂膜后形成的波浪形液面自發(fā)流平形成均勻涂層；所述的基材是聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚丙烯、尼龍、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乳酸薄膜或片材中的一種，或是玻璃、石英、云母、硅、銅、不銹鋼、金或箔的片材； 涂層厚度為20-500微米，于20-50°C下烘干得到納米材料薄膜； C.通過(guò)浸泡或者抽提的方法除去納米材料薄膜層中殘余的表面活性劑，浸泡、抽提所用溶劑是乙醇、甲醇、丙酮四氫呋喃或N，N-二甲基甲酰胺；當(dāng)基材為金屬或無(wú)機(jī)非金屬材料時(shí)，直接通過(guò)加熱蒸發(fā)移除其中的表面活性劑； 步驟A所述的復(fù)合膠束體系是由主表面活性劑溶液、助表面活性劑和助劑組成；所述復(fù)表面活性劑溶液是由表面活性劑和溶劑組成，其中表面活性劑的濃度為0.02-0.lmol/L ；所用的溶劑為水、甲醇、乙醇、或者是水與有機(jī)溶劑的混合溶劑，其中水的質(zhì)量百分含量為2-100%，所述有機(jī)溶劑是甲醇、乙醇、四氫呋喃、N，N-二甲基甲酰胺或丙酮中的一種； 復(fù)合膠束體系是以下三 類(lèi)組合之一: 第I類(lèi):以陽(yáng)離子型表面活性劑為主表面活性劑，以有機(jī)酸或者有機(jī)鹽為助表面活性劑和以非離子型表面活性劑為助劑組成的分散體系； 第2類(lèi):以陰離子型表面活性劑為主表面活性劑，以有機(jī)陽(yáng)離子鹽或者有機(jī)堿為助表面活性劑和以非離子型表面活性劑為助劑組成的分散體系； 第3類(lèi):以陰離子型表面活性劑、陽(yáng)離子型表面活性劑或非離子型表面活性劑之一為主表面活性劑，以非離子型表面活性劑為助表面活性劑的分散體系。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于復(fù)合膠束體系制備納米材料薄膜的方法，其特征是第I類(lèi)復(fù)合膠束體系中所述的陽(yáng)離子型表面活性劑為十六烷基三甲基氫氧化胺、十二烷基三甲基氯化銨、十二烷基二甲基芐基氯化銨、十八烷基二甲基羥乙基硝酸銨硫脲基咪唑啉季銨鹽、十TK燒基氣化批淀、十TK燒基漠化批淀、十_■燒基氣化批淀、十_■燒基漠化喧琳； 所述的有機(jī)酸為對(duì)甲苯磺酸、對(duì)價(jià)苯磺酸，八烷基硫酸，十二烷基苯磺酸、十二烷基硫酸、二辛基琥珀酸磺酸，十二烷基苯磺酸，甘膽酸，十二烷基聚氧乙烯醚硫酸； 所述的有機(jī)鹽為上述有機(jī)酸的鹽； 所述的非離子型表面活性劑是長(zhǎng)鏈脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、脂肪胺聚氧乙烯醚、脂肪酰烷醇胺、脂肪酰烷醇胺聚氧乙烯醚、蓖麻油環(huán)氧乙烷加成物、季戊四醇脂肪酸酯、失水木糖醇脂肪酸酯、山梨醇脂肪酸酯和失水山梨醇脂肪酸酯、蔗糖脂肪酸酯、烷基糖苷、聚甘油脂肪酸酯、聚甘油多聚蓖麻酸酯中的一種； 當(dāng)助表面活性劑分子量低于主表面活性劑時(shí)，助表面活性劑與主表面活性劑的物量比為1: 0.3-100 ;當(dāng)助表面活性劑分子量等于或高于主表面活性劑時(shí)，助表面活性劑與主表面活性劑的物量比為1: 2-100 ； 體系中非離子表面活性劑的質(zhì)量百分含量為0-4%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于復(fù)合膠束體系制備納米材料薄膜的方法，其特征是第2類(lèi)復(fù)合膠束體系中所述的陰離子型表面活性劑是月桂酸鈉、肉豆蘧酸鉀、硬脂酸鉀、十八烷基苯磺酸鈉、十八烷基萘磺酸鈉、亞甲基雙萘磺酸鈉、十二烷基磺酸、十二烷基硫酸鈉、十二烷基硫酸、三十六烷基硫酸鉀、二十二烷基硫酸銨、月桂醇磷酸酯鉀鹽、二十二醇磷酸酯鈉鹽、十八醇磷酸酯銨鹽、十二醇聚氧乙烯醚磷酸酯、二十二醇聚氧乙烯醚磷酸酯鈉鹽或三十六醇聚氧乙烯醚磷酸酯銨鹽中的一種； 所述的有機(jī)陽(yáng)離子鹽為十二胺鹽酸鹽、三辛胺鹽酸鹽、十二烷基二乙基銨甲酸鹽、苯基三甲基氯化銨、苯基丁基二甲基溴化銨、甲基氯化吡唆、乙基氯化吡唆、辛基三甲基氯化銨、辛烷基三乙基溴化銨、四 己基溴化銨、十二烷基三甲基溴化銨、十八烷基硝酸銨、十七烯基咪唑啉型銨鹽，氯化吡啶鹽或氯化-1-卞-喹啉鹽中的一種； 所述的有機(jī)堿為上述有機(jī)陽(yáng)離子鹽的堿； 當(dāng)助表面活性劑分子量低于主表面活性劑時(shí)，助表面活性劑與主表面活性劑的質(zhì)量比值為1: 0.3-100 ;當(dāng)助表面活性劑分子量等于或高于主表面活性劑時(shí)，助表面活性劑與主表面活性劑的物質(zhì)的量比值為1: 2-100。
所述非離子型表面活性劑與第I類(lèi)復(fù)合膠束體系中所述相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、3所述的基于復(fù)合膠束體系制備納米材料薄膜的方法，其特征是當(dāng)助表面活性劑分子量低于主表面活性劑時(shí)，助表面活性劑與主表面活性劑的質(zhì)量比值為為I: 0.6-100 ;當(dāng)助表面活性劑分子量等于或高于主表面活性劑時(shí)，助表面活性劑與主表面活性劑的物質(zhì)的量比值為1: 4-20。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于復(fù)合膠束體系制備納米材料薄膜的方法，其特征是第3類(lèi)復(fù)合膠束體系中所述的陰離子型表面活性劑、陽(yáng)離子型表面活性劑以及非離子型表面活性劑與第I類(lèi)復(fù)合膠束體系中所述相同。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于復(fù)合膠束體系制備納米材料薄膜的方法，其特征是步驟A所述的金屬納米材料是金、銀、鉬、鈀、銠、銥、釕或鈰的納米材料；所述無(wú)機(jī)非金屬納米材料是氧化鋅、硫化鉻、二氧化錳、四氧化三鐵、二氧化鋯、硅、鍺、碳納米管、石墨烯、氧化石墨烯或納米金剛石；所述有機(jī)納米材料是聚苯胺、聚噻吩或聚批咯的納米結(jié)構(gòu)材料； 所述主表面活性劑溶液中表面活性劑的濃度為0.03-0.05mol/L ;所水與有機(jī)溶劑的混合溶劑中水的質(zhì)量百分含量為50-80% ； 步驟B所述的涂層厚度為為30-200微米；烘干溫度為20-30°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的基于復(fù)合膠束體系制備納米材料薄膜的方法，其特征是第I類(lèi)復(fù)合膠束體系中所述的陽(yáng)離子型表面活性劑為十六烷基三甲基氫氧化胺、十二烷基三甲基氯化銨、十二烷基二甲基芐基氯化銨、十八烷基二甲基羥乙基硝酸銨； 所述的非離子型表面活性劑是其中較佳的為單硬脂酸甘油酯；辛基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯胺； 當(dāng)助表面活性劑分子量低于主表面活性劑時(shí)，助表面活性劑與主表面活性劑的質(zhì)量比為1: 0.7-1.5 ;當(dāng)助表面活性劑分子量等于或高于主表面活性劑時(shí)，助表面活性劑與主表面活性劑的質(zhì)量比為1: 4-20 ； 體系中非離子表面活性劑的質(zhì)量百分含量為0.1-1%。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種基于復(fù)合膠束體系制備納米材料薄膜的方法，該方法使用由主表面活性劑溶液、助表面活性劑和助劑組成的復(fù)合膠束分散體系，分散各種納米材料，從而制備出具有豐富粘彈性能的涂膜分散液，將該涂膜分散液采用輥涂或刮涂法在基材上涂膜，制備出均勻的納米材料薄膜。所述復(fù)合膠束是指由兩種或者兩種以上的乳化劑或者乳化劑與有機(jī)小分子化合物通過(guò)離子鍵，氫鍵，范德華力等作用而形成的復(fù)合結(jié)構(gòu)。該方法適用于多種類(lèi)型的納米材料薄膜的制備，能規(guī)?；竺娣e制備納米材料薄膜。本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，聚合物純凈且無(wú)色無(wú)味，單體適用范圍廣。
文檔編號(hào)C01B31/02GK103101899SQ201110361908
公開(kāi)日2013年5月15日 申請(qǐng)日期2011年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月15日
發(fā)明者楊萬(wàn)泰, 謝景毅, 石夢(mèng)雪 申請(qǐng)人:北京化工大學(xué)