[发明专利]用层层自组装法制备超亲水氧化锌/氧化钛薄膜的方法

说明书

技术领域

本发明属于超亲水薄膜的制备领域，特别是涉及一种用层层自组装法制备超亲水氧化锌/氧化钛薄膜的方法。

背景技术

高温、高湿度天气里，汽车内开启冷空调后，挡风玻璃很容易形成妨碍视线的水雾。北方地区冬天车内开启暖空调同样会导致挡风玻璃结雾甚至结霜，当雾气凝结在透明的物体表面时，会对光线的透过造成很大的影响，影响驾驶员的视野。表面润湿性是固体表面重要的物化性质，通过液体的静态或动态接触角来衡量的。当固体的表面的接触角小于5°时，人们称之为超亲水材料。具有超亲水性能的薄膜可以应用于汽车的窗玻璃、照相机镜头、浴室镜子等方面，这是应用了超亲水性的薄膜的防雾性能，有雨水滴在薄膜表面能很快的平铺开了，而不形成液滴，介质表面很快被水层润湿，从而防止水滴在表面形成光散射，这样就体现出超亲水薄膜的防雾特性。

现在有关于在玻璃上形成超亲水薄膜的专利已经有不少可以检索到。多数是采用喷涂、蒸发、电化学、溅射等方法。中国专利CN101665328A公开的用磁控溅射法在玻璃基片上沉积氧化钛薄膜，其具有超亲水性。中国专利CN10173637A公开的采用电化学的方法将二氧化钛的甲醇溶液通过高压电的作用沉积得到超亲水类金刚石复合薄膜。但此二种方法由于其制备工艺复杂，影响因素多，控制较困难。

Layer-by-Layer(LbL)自组装(通常译作层层自组装)是一种制备厚度精确可控的功能薄膜的方法。将洗涤干净的基片交替浸泡在带异种电荷的电解质或者胶体中，通过静电作用，电解质或胶体中的胶粒会相互吸引，交替沉积在基片表面，这样一层一层组装能获得不同厚度的功能薄膜。

COD是一种常用的评价水体污染程度的综合性指标。它是英文chemical oxygen demand的缩写，中文名称为“化学需氧量”或“化学耗氧量”，是指利用化学氧化剂将水中的还原性物质(如有机物)氧化分解所消耗的氧量。它反映了水体受到还原性物质污染的程度。由于在水体中最常见的还原性物质一般为有机物，因此，COD在一定程度上反映了水体受到有机物污染的程度。COD越高，污染越严重。目前，COD的测定方法主要有重铬酸钾法、酸性高锰酸钾氧化法、快速消解分光光度法等。但上述的这些方法在测量的过程中往往都存在着费水、费时、费电、能耗高、成本高，且造成重金属污染。为了解决上述问题，近年来，许多新的COD测定方法以电催化、光催化或光电催化等反应为基础，为在线监测COD提供了可能。目前研究较多的是氧化铅电催化氧化测定COD的方法，Ai等人利用氧化铅电极来测定COD【S.Y.Ai，M.G.Gao，Y.Yang，et al. Eletrocatalytic sensor for the determination of chemical oxygen demand using a lead Dioxide modified

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用层层自组装法制备超亲水氧化锌/氧化钛薄膜的方法，该方法的设备简单，成本低，获得的薄膜，亲水性能良好，还可用于水质分析中化学需氧量的测定。

本发明的一种用层层自组装法制备超亲水氧化锌/氧化钛薄膜的方法，包括：

(1)将玻璃、石英或者导电玻璃等基片浸泡在氧化锌胶体中3-20分钟，然后用去离子水冲洗或漂洗，除去多余的聚集在表面的纳米颗粒，干燥，得到表面带有正电的基片；

(2)将上述表面带有正电的基片浸泡在二氧化钛胶体中3-20分钟，然后用去离子水冲洗或者漂洗，除去多余的聚集在表面的纳米颗粒，干燥，得到表面带有负电的基片；

(3)重复上述的步骤(1)和(2)n-1次，1≤n≤12，最后于400-500℃烧结0.5-4小时即得超亲水氧化锌/氧化钛薄膜。

上述步骤(1)中所述的玻璃、石英基片在使用前要经过酸洗，碱洗，干燥；其中酸洗的过程为：将玻璃或石英基片浸泡在70-100℃的体积比为7∶3的98wt％H₂SO₄与30wt％H₂O₂混合水溶液中，浸泡时间为15-25分钟，浸泡后用去离子水清洗干净；碱洗的过程为：采用体积比为1∶4∶20的25-28wt％浓氨水、30wt％双氧水与去离子水的混合溶液，于室温下将玻璃或石英基片浸泡15-25分钟，浸泡后用去离子水清洗干净。

上述步骤(1)中所述的导电玻璃基片在使用前要用丙酮和乙醇清洗；其中丙酮清洗是于室温下将导电玻璃浸泡在丙酮溶液中15-30分钟，浸泡后用去离子水清洗干净；乙醇清洗是于室温下将导电玻璃浸泡在乙醇溶液中15-30分钟，浸泡后用去离子水清洗干净。