專(zhuān)利名稱(chēng)：一種制備有機(jī)網(wǎng)膜的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備有機(jī)網(wǎng)膜的方法。
技術(shù)背景納米材料在光、電、磁等方面所表現(xiàn)出的特異物化性能使得相關(guān)領(lǐng)域的研究開(kāi) 發(fā)成為了一門(mén)新興課題并日益成為熱點(diǎn)話題。有機(jī)化合物具有多樣性、多功能性， 特別是具有一些無(wú)機(jī)化合物所不能代替的潛在應(yīng)用價(jià)值，所以開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單、快速制備 有機(jī)納米材料的方法的工作日益緊迫。二維、 一維、零維有機(jī)納米結(jié)構(gòu)的制備方法 的研究在當(dāng)前材料科學(xué)研究領(lǐng)域，特別是復(fù)合材料研究中占據(jù)著極為重要的地位。制備的工藝和過(guò)程對(duì)控制納米材料的微觀結(jié)構(gòu)和性能具有重要影響。網(wǎng)格結(jié)構(gòu) 材料具有巨大的比表面積及表面分散性， 一直被廣泛應(yīng)用于催化、疏運(yùn)、過(guò)濾和篩 選等領(lǐng)域。有機(jī)納米網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)的制備將把這種應(yīng)用帶入更廣泛的微觀領(lǐng)域。傳統(tǒng)上基于氧化鋁模板的應(yīng)用主要是基于AA0孔洞的陣列結(jié)構(gòu)或者一維納米 管、納米棒，關(guān)于其表面界面的應(yīng)用較少。利用氧化鋁模板的有序陣列孔洞結(jié)構(gòu)制 備一維納米材料的技術(shù)已經(jīng)很成熟，該模板用于表面生長(zhǎng)基底的研究必將具有更廣 闊的前景。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種制備有機(jī)網(wǎng)膜的方法。本發(fā)明提供的制備有機(jī)網(wǎng)膜的方法，是使液相的有機(jī)化合物沉積在多孔有序模 板上，得到覆于模板上的有機(jī)網(wǎng)膜；所述沉積過(guò)程中采用0.01 0.07MPa的減壓抽濾。在進(jìn)行液相沉積前可先將所述模板進(jìn)行親疏水處理也可不對(duì)模板進(jìn)行親疏水 處理。所述模板可為孔徑為20nm-300nm的碳納米網(wǎng)或多孔無(wú)機(jī)膜。 所述模板的孔徑優(yōu)選50nm-200nm，現(xiàn)有的孔徑范圍為50nm-200nm的多孔無(wú)機(jī) 膜均可，如多孔氧化鋁。所述液相的有機(jī)化合物為濃度為l(Tmol L—'-飽和的有機(jī)化合物溶液。 所有易揮發(fā)性有機(jī)溶劑均可作為所述有機(jī)化合物溶液的溶劑。所述沉積過(guò)程可重復(fù)1-40次，優(yōu)選5-40次；所述重復(fù)過(guò)程中，待溶劑揮發(fā)后， 再進(jìn)行下一次沉積過(guò)程，依濃度不同，需重復(fù)次數(shù)不一，以便足夠的有機(jī)分子可以 堆積組裝。所述有機(jī)化合物具體可為卟啉或茈，所述有機(jī)溶劑具體可為二氯甲烷或氯仿?？刹捎萌魏维F(xiàn)有方法將模板去除，得到有機(jī)網(wǎng)膜；如將覆于模板上的有機(jī)網(wǎng)膜 進(jìn)行強(qiáng)酸或強(qiáng)堿處理，除去模板，得到有機(jī)網(wǎng)膜。所述有機(jī)化合物為不與所述強(qiáng)酸、強(qiáng)堿反應(yīng)的有機(jī)化合物。本發(fā)明采用液相沉積法，結(jié)合簡(jiǎn)單普通的減壓抽濾，得到覆于多孔氧化鋁模板 表面的自組裝的有機(jī)網(wǎng)膜。本發(fā)明提供的方法操作簡(jiǎn)單、材料可選、成本較低，可 以得到結(jié)構(gòu)規(guī)則、有序、可控的有機(jī)網(wǎng)膜。采用本發(fā)明的制備方法得到的目標(biāo)有機(jī) 化合物網(wǎng)膜可作為無(wú)機(jī)膜的有機(jī)復(fù)形模板，也可形成完全覆于原模板表面的顆粒的 有序鏈狀自組裝結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于1)實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)單易行，無(wú)機(jī)膜-砂型漏 斗-減壓抽濾，相對(duì)簡(jiǎn)化的實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程，因而避免了樣品制備及處理中的復(fù)雜操 作；2)可以通過(guò)對(duì)氧化鋁模板的尺寸的控制，溶液的濃度以及抽濾的壓強(qiáng)等對(duì)所 制備的有機(jī)網(wǎng)膜的結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效調(diào)控。以下的實(shí)施例便于更好地理解本發(fā)明，但并不限定本發(fā)明。


圖1為減壓抽濾實(shí)驗(yàn)過(guò)程簡(jiǎn)2為相應(yīng)的不同孔徑的AAO模板(a， b和c分別對(duì)應(yīng)50nm， 100nm和200nm 孔徑的模板)圖3為實(shí)施例l制備的四苯基卟啉網(wǎng)膜的場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(FESEM)圖 圖4為實(shí)施例2制備的四苯基卟啉網(wǎng)膜的場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(FESEM)圖 圖5為實(shí)施例3制備的四苯基葉啉網(wǎng)膜的場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(FESEM)圖 圖6為實(shí)施例4制備的四苯基卟啉網(wǎng)膜的場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(FESEM)圖 圖7為實(shí)施例5制備的茈網(wǎng)膜的場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(FESEM)圖 圖8為實(shí)施例6制備的芘網(wǎng)膜的場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(FESEM)圖具體實(shí)施方式
下面以用多孔氧化鋁模板制備有機(jī)網(wǎng)膜為例，闡明制備有機(jī)網(wǎng)膜的方法 1)將多孔氧化鋁模板進(jìn)行親疏水處理可根據(jù)原形模板的性能決定是否進(jìn)行親疏水處理。親疏水處理即先后用去離子水和無(wú)水乙醇浸泡幾個(gè)小時(shí)，然后干燥。親疏水處理具有疏通孔道、去除模板孔洞 雜質(zhì)離子的作用，有利于最后網(wǎng)膜的均一性。2) 滴加有機(jī)化合物將處理后的多孔氧化鋁模板水平貼于砂型漏斗內(nèi)，砂型漏斗外接抽濾瓶，具體 連接方式見(jiàn)圖l。往模板上反復(fù)滴加有機(jī)化合物，在滴加有機(jī)化合物的過(guò)程中，保 持固定壓強(qiáng)進(jìn)行減壓抽濾。為了保證足夠有機(jī)分子堆積組裝，需要反復(fù)滴加，滴加 過(guò)程中，每次浸透模板即停止，待溶劑蒸發(fā)再繼續(xù)滴加(可以采用吹風(fēng)機(jī)等協(xié)助加快揮發(fā))，反復(fù)滴加5-40次。3) 溶劑充分揮發(fā)后，取出吸附有有機(jī)化合物的模板，氮?dú)鈼l件下干燥，即可 得到覆于多孔氧化鋁模板表面的自組裝的有機(jī)化合物網(wǎng)膜。4) 用強(qiáng)酸或強(qiáng)堿溶解掉氧化鋁模板，可得到剝離的有機(jī)網(wǎng)膜。 下述實(shí)施例中的實(shí)驗(yàn)方法，如無(wú)特殊說(shuō)明，均為常規(guī)方法。 實(shí)施例1、四苯基卟啉(TC1PP)網(wǎng)膜的制備將親疏水處理后的200nm孔徑的多孔氧化鋁模板(whatnian)水平貼于砂型漏 斗內(nèi)，砂型漏斗外接抽濾瓶。往模板上滴加飽和濃度的四苯基卟啉溶液(溶劑二 氯甲烷)，每次浸透模板即停止，溶劑蒸發(fā)后繼續(xù)滴加，重復(fù)20周期。滴加過(guò)程 中，保持固定壓強(qiáng)進(jìn)行減壓抽濾，壓強(qiáng)為0.04MPa。結(jié)束后，等待溶劑充分揮發(fā)， 取出吸附有四苯基卟啉的模板，氮?dú)鈼l件下干燥，得到覆于多孔氧化鋁模板表面的 四苯基卟啉網(wǎng)膜。氮?dú)夥諊型嘶鸷筮M(jìn)行電子顯微鏡觀察。所得樣品的掃描電子顯微鏡圖像見(jiàn)圖3。由圖可見(jiàn)，采用本發(fā)明的制備方法得 到的有機(jī)網(wǎng)膜均一、高度有序、尺寸一致。 實(shí)施例2、制備四苯基卟啉網(wǎng)膜將親疏水處理后的50nm孔徑的多孔氧化鋁模板水平貼于砂型漏斗內(nèi)，砂型漏 斗外接抽濾器。往模板上反復(fù)滴加濃度為l(TM的四苯基卟啉溶液(溶劑二氯甲 垸)，間隔時(shí)間2min，重復(fù)10周期。滴加過(guò)程中，保持固定壓強(qiáng)進(jìn)行減壓抽濾， 采用的壓強(qiáng)為0.03MPa。結(jié)束后，等待溶劑充分揮發(fā)，取出吸附有四苯基卟啉的模 板，得到覆于多孔氧化鋁模板上的四苯基卟啉網(wǎng)膜。氮?dú)夥諊型嘶鸷筮M(jìn)行電子顯微鏡觀察。所得樣品的掃描電子顯微鏡圖像見(jiàn)圖4。由圖可見(jiàn)，該有機(jī)網(wǎng)膜均一、高度有序、尺寸一致。實(shí)施例3、制備四苯基卟啉網(wǎng)膜將親疏水處理后的lOOnm孔徑的多孔氧化鋁模板水平貼于砂型漏斗內(nèi)，砂型漏 斗外接抽濾器。往模板上反復(fù)滴加濃度為10—3M的四苯基卟啉溶液(溶劑二氯甲 烷)，間隔時(shí)間2min，重復(fù)10周期。滴加過(guò)程中，保持固定壓強(qiáng)進(jìn)行減壓抽濾， 采用的壓強(qiáng)為0.03MPa。結(jié)束后，等待溶劑充分揮發(fā)，取出吸附有四苯基卟啉的模 板，得到覆于多孔氧化鋁模板表面的四苯基卟啉網(wǎng)膜。氮?dú)夥諊型嘶鸷筮M(jìn)行電子顯微鏡觀察。所得樣品的掃描電子顯微鏡圖像見(jiàn)圖5。由圖可見(jiàn)，該有機(jī)網(wǎng)膜均一、高度有 序、尺寸一致。實(shí)施例4、制備四苯基卟啉網(wǎng)膜將親疏水處理后的200nm孔徑的多孔氧化鋁模板水平貼于砂型漏斗內(nèi)，砂型漏 斗外接抽濾器。往模板上反復(fù)滴加飽和濃度的四苯基卟啉溶液(溶劑二氯甲垸)， 間隔時(shí)間4min，重復(fù)30周期。滴加過(guò)程中，保持固定壓強(qiáng)進(jìn)行減壓抽濾，采用的 壓強(qiáng)為0.04MPa。結(jié)束后，等待溶劑充分揮發(fā)，取出吸附有四苯基卟啉的模板，得 到較大納米顆粒組裝的四苯基卟啉網(wǎng)膜。氮?dú)夥諊型嘶鸷筮M(jìn)行電子顯微鏡觀察。所得樣品的掃描電子顯微鏡圖像見(jiàn)圖6。由圖可見(jiàn)，該有機(jī)網(wǎng)膜均一、高度有 序、尺寸一致。實(shí)施例5、茈(Perylene)網(wǎng)膜的制備將親疏水處理處理后的200nm孔徑的多孔氧化鋁模板水平貼于砂型漏斗內(nèi)，砂 型漏斗外接抽濾瓶。往模板上滴加茈的飽和溶液(溶劑氯仿)，每次浸透模板即 停止，溶劑蒸發(fā)后繼續(xù)滴加，重復(fù)20周期。滴加過(guò)程中，保持固定壓強(qiáng)進(jìn)行減壓 抽濾，壓強(qiáng)為0.03MPa。結(jié)束后，等待溶劑充分揮發(fā)，取出吸附有茈的模板，氮?dú)?條件下干燥，得到覆于多孔氧化鋁模板表面的茈網(wǎng)膜。氮?dú)夥諊型嘶鸷筮M(jìn)行電子顯微鏡觀察。所得樣品的掃描電子顯微鏡圖像見(jiàn)圖7。由圖可見(jiàn)，該有機(jī)網(wǎng)膜均一、高度有 序、尺寸一致。實(shí)施例6、茈(Perylene)網(wǎng)膜的制備將親疏水處理處理后的200nm孔徑的多孔氧化鋁模板水平貼于砂型漏斗內(nèi)，砂型漏斗外接抽濾瓶。往模板上滴加茈的飽和溶液(溶劑氯仿)，每次浸透模板即 停止，溶劑蒸發(fā)后繼續(xù)滴加，重復(fù)20周期。滴加過(guò)程中，保持固定壓強(qiáng)進(jìn)行減壓抽濾，壓強(qiáng)為0.04MPa。結(jié)束后，等待溶劑充分揮發(fā)，取出吸附有茈的模板，氮?dú)?條件下干燥，得到覆于多孔氧化鋁模板表面的茈網(wǎng)膜。 氮?dú)夥諊型嘶鸷筮M(jìn)行電子顯微鏡觀察。所得樣品的掃描電子顯微鏡圖像見(jiàn)圖8。由圖可見(jiàn)，該有機(jī)網(wǎng)膜均一、高度有 序、尺寸一致。實(shí)施例7、四苯基卟啉(TC1PP)網(wǎng)膜的制備將親疏水處理后的20nm孔徑的多孔氧化鋁模板水平貼于砂型漏斗內(nèi)，砂型漏 斗外接抽濾器。往模板上反復(fù)滴加濃度為10—5mol L—'的四苯基卟啉溶液(溶劑二 氯甲垸)，間隔時(shí)間2min，重復(fù)1周期。滴加過(guò)程中，保持固定壓強(qiáng)進(jìn)行減壓抽濾， 采用的壓強(qiáng)為0.01MPa。結(jié)束后，等待溶劑充分揮發(fā)，取出吸附有四苯基卟啉的模 板，得到覆于多孔氧化鋁模板表面的四苯基卟啉網(wǎng)膜。氮?dú)夥諊型嘶鸷筮M(jìn)行電子顯微鏡觀察。掃描電子顯微鏡結(jié)果表明，該有機(jī)網(wǎng)膜均一、高度有序、尺寸一致。 實(shí)施例8、四苯基卟啉(TC1PP)網(wǎng)膜的制備將親疏水處理后的300nm孔徑的多孔氧化鋁模板水平貼于砂型漏斗內(nèi)，砂型漏 斗外接抽濾器。往模板上反復(fù)滴加飽和的四苯基卟啉溶液(溶劑二氯甲垸)，間 隔時(shí)間2min，重復(fù)40周期。滴加過(guò)程中，保持固定壓強(qiáng)進(jìn)行減壓抽濾，采用的壓 強(qiáng)為0.07MPa。結(jié)束后，等待溶劑充分揮發(fā)，取出吸附有四苯基卟啉的模板，得到 覆于多孔氧化鋁模板表面的四苯基卟啉網(wǎng)膜。氮?dú)夥諊型嘶鸷筮M(jìn)行電子顯微鏡觀察。掃描電子顯微鏡結(jié)果表明，該有機(jī)網(wǎng)膜均一、高度有序、尺寸一致。
權(quán)利要求
1、 一種制備有機(jī)網(wǎng)膜的方法，是使液相的有機(jī)化合物沉積在多孔有序模板上， 得到覆于所述模板上的有機(jī)網(wǎng)膜；所述沉積過(guò)程中采用0. 01 0. 07MPa的減壓抽濾。
2、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在進(jìn)行所述液相沉積前先將所述模 板進(jìn)行親疏水處理。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于所述模板為孔徑為20nm-300nm 的碳納米網(wǎng)或多孔無(wú)機(jī)膜。
4、 如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述多孔無(wú)機(jī)膜為氧化鋁多孔膜， 孔徑為50nm-200nm。
5、 如權(quán)利要求l、 2或4中任一所述的方法，其特征在于所述液相的有機(jī)化合 物為濃度為10—5mol L—飽和的有機(jī)化合物溶液。
6、 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述有機(jī)化合物溶液的溶劑為易揮 發(fā)性有機(jī)溶劑。
7、 如權(quán)利要求1至6中任一所述的方法，其特征在于所述沉積過(guò)程重復(fù)1-40 次，優(yōu)選5-40次；所述重復(fù)過(guò)程中，待溶劑揮發(fā)后，再進(jìn)行下一次沉積過(guò)程。
8、 如權(quán)利要求1至7中任一所述的方法，其特征在于所述有機(jī)化合物為B卜啉 或茈，所述有機(jī)溶劑為二氯甲垸或氯仿。
9、 如權(quán)利要求1至8中任一所述的方法，其特征在于將覆于模板上的有機(jī)網(wǎng)膜進(jìn)行強(qiáng)酸或強(qiáng)堿處理，除去模板，得到有機(jī)網(wǎng)膜。
10、 如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于所述有機(jī)化合物為不與所述強(qiáng)酸、強(qiáng)堿反應(yīng)的有機(jī)化合物。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種簡(jiǎn)便易行的制備有機(jī)網(wǎng)膜的方法。本發(fā)明提供的方法，是使液相的有機(jī)化合物沉積在多孔有序模板上，得到覆于所述模板上的有機(jī)網(wǎng)膜，沉積過(guò)程中采用0.01～0.07MPa的減壓抽濾。本發(fā)明提供的方法操作簡(jiǎn)單、材料可選、成本較低，可以得到結(jié)構(gòu)規(guī)則、有序、可控的有機(jī)網(wǎng)膜。本發(fā)明的方法可以通過(guò)對(duì)氧化鋁模板的尺寸控制，溶液的濃度以及抽濾壓強(qiáng)等對(duì)所制備的有機(jī)網(wǎng)膜的結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效調(diào)控。采用本發(fā)明的制備方法得到的目標(biāo)有機(jī)化合物網(wǎng)膜可作為無(wú)機(jī)膜的有機(jī)復(fù)形模板，也可形成完全覆于原模板表面的顆粒的有序鏈狀自組裝結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)B82B3/00GK101311106SQ20081010461
公開(kāi)日2008年11月26日 申請(qǐng)日期2008年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月22日
發(fā)明者姚建年, 駱智訓(xùn) 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所