[发明专利]光固化制备多孔纳米二氧化钛薄膜的方法

权利要求书

1.光固化制备多孔纳米二氧化钛薄膜的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

(1)基材预处理：将基底材料依次按照洗涤剂、去离子水、丙酮、去离子水、乙醇和去离子水的顺序分别超声10～20min，清洗干净后浸泡于异丙醇溶液中备用；

(2)配制胶体分散体：将纳米二氧化钛均匀分散于乙醇和异丙醇的混合溶液中得a，乙醇和异丙醇的体积比例为2～5：5;单体和光引发剂溶解于乙醇和N,N-二甲基甲酰胺的混合溶液中得b，乙醇与N,N-二甲基甲酰胺的摩尔比例为1：1，之后将b加入a中，混合均匀制得涂膜用的胶体二氧化钛分散体；所述的单体为单官能团、双官能团和多官能团丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯中的一种或多种；

(3)涂覆成膜：氮气吹干清洗干净备用的基材，将胶体二氧化钛分散体涂覆于基材上，使其表面形成一层厚度均匀的涂层；

(4)辐射固化：将步骤(3)得到的涂覆有胶体二氧化钛分散体涂层的基材置于UV灯下，经紫外光辐射进行聚合反应得到固化膜；

(5)热处理：经步骤(4)得到的固化膜置于箱式马弗炉内进行热处理，由室温逐渐升温至500～750℃区间内的任一温度并且保温1～3h进行烧结，最后冷却至室温即得到具有多孔结构的纳米二氧化钛薄膜。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:步骤(2)中所述的纳米二氧化钛为二氧化钛纳米颗粒、二氧化钛纳米管、二氧化钛纳米棒或二氧化钛纳米线中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:步骤(2)中所述的胶体二氧化钛分散体中乙醇、异丙醇和N,N-二甲基甲酰胺的摩尔比例为2～5：2：1～5，单体、光引发剂和二氧化钛的质量比例为1～2.5：0.02～0.1：0.5～2.0。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:步骤(2)中所述的引发剂为苯偶酰及其衍生物、苯乙酮衍生物、α–羟基酮衍生物、α–胺基酮衍生物、二苯甲酮及其衍生物/叔胺、硫杂蒽酮及其衍生物/叔胺、蒽醌及其衍生物/叔胺中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:步骤(3)中所述的在基材上形成涂层的方法为刮涂法、旋涂法、浸渍提拉法或喷涂法中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:步骤(4)中所述的紫外光源的辐照时间为2～15min，光强为5～200mW/cm²。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:步骤(4)中所述的UV光源的照射采取点、线或面的照射方式。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:步骤(5)中所述的升温速率为1～10℃/min，并且在100～200℃和300～400℃分别保温15～60min。