[发明专利]具有三级孔结构的SnO2

说明书

本发明公开了一种具有三级孔结构的SnO₂多孔薄膜，其一级孔的直径为1‑5μm，二级孔的直径为500‑800nm，三级孔的直径为1‑8nm。其制备方法包括以下步骤：(1)将造孔剂溶解于乙醇中，然后加入多通孔SnO₂纳米颗粒，超声震荡，得到SnO₂‑有机物混合溶液；(2)使用印刷技术将SnO₂‑有机物混合溶液均匀涂覆到基板上，并在加热电板上烘烤，得到多孔SnO₂‑有机物混合薄膜；(3)将得到的多孔SnO₂‑有机物混合薄膜依次进行第一升温、第一保温、第二升温、第二保温过程，得到所述具有三级孔结构的SnO₂多孔薄膜。所述具有三级孔结构的SnO₂多孔薄膜可用于光电传感器、气敏传感器等领域，其具有尺寸可控、分布均匀性好等优点。

技术领域

本发明涉及多孔薄膜及其制备方法，具体涉及一种具有三级孔结构的SnO₂多孔薄膜及其制备方法和应用。

背景技术

目前，仿生结构材料已经成为材料研究领域的一个重点和研究热点。模仿生物结构，制备具有生物结构或者类生物结构的材料是一种获得优质材料的良好方法。例如，有研究人员以荷叶作为模板，在其上利用PDMS(聚二甲基硅氧烷)做复型，制备出具有荷叶结构的PDMS 薄膜，进而做成柔性应变传感器。研究发现，荷叶结构的PDMS柔性应变传感器具有优异的性能，例如具有很高的响应灵敏度，响应时间最佳可达5s，在探测浓度一定的情况下，进一步缩短响应时间将变得十分困难，特别是在进一步提高性能的同时降低制备成本变得异常困难。

等级孔结构是自然界生物进化过程中得到的一种优异的结构，具有传输效率高、反应效率高、选择效果高等众多优点。研究人员发现，当具有三种及以上等级孔结构时，由这类材料的构造的器件的性能将会出现一个巨大的提升。例如，具有三级孔的Li电池的效率是常规电池的25倍。因此，制备三级孔及以上的等级孔成为了研究人员不懈努力的目标。目前已有研究人员成功制备出了三级孔结构材料，然而，他们是通过三步法制备的，首先，利用水解金属醇盐获得通孔的纳米微球；第二步，使用交联剂纳米微球形成中孔径的多孔片体；第三步，使多孔片体连接在一起，并在链接区域形成孔径更大的孔，从而获得具有三级孔结构的超薄薄膜。为了提高使用效率，再使用layer-on-layer的方法获得三维的三级孔薄膜。这种方法工艺步骤较多，容易增加成本，如果简单的省略一些工艺步骤又会导致性能下降。因而，通过简单的方法制备低成本三级孔薄膜材料具有重要的现实意义。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的之一在于提供一种具有三级孔结构的SnO₂多孔薄膜。或者，本发明提供一种可用于光电传感器、气敏传感器、LED等领域的三级孔结构SnO₂多孔薄膜，其具有尺寸可控、分布均匀性好的优点。

本发明的另一目的在于提供上述具有三级孔结构的SnO₂多孔薄膜的制备方法。

本发明的又一目的在于提供上述具有三级孔结构的SnO₂多孔薄膜的应用。

本发明采用以下技术方案：

一种具有三级孔结构的SnO₂多孔薄膜，其中一级孔的直径为1-5μm，二级孔的直径为 500-800nm，三级孔的直径为1-8nm。

可选地，一种具有三级孔结构的SnO₂多孔薄膜，其中一级孔的直径为1-3μm，二级孔的直径为500-650nm，三级孔的直径为1-4nm。

可选地，一种具有三级孔结构的SnO₂多孔薄膜，其中一级孔的直径为3-5μm，二级孔的直径为650-800nm，三级孔的直径为4-8nm。

一种具有三级孔结构的SnO₂多孔薄膜的制备方法，包括以下步骤：