[发明专利]一种采用振荡粘结工艺制备单层颗粒薄膜的方法

说明书

本发明公开了一种采用振荡粘结工艺制备单层颗粒薄膜的方法。本发明的制备方法包括：首先在基底涂覆一层粘性超薄膜作为粘结剂；再将固体粉末分散于涂覆有粘性薄膜的基底的表面；采用振荡粘结工艺，在基底上往复振荡，非原位组装单层颗粒薄膜。本发明适用于所有单层颗粒薄膜的制备，这种振荡粘结工艺的优势在于非原位组装，操作灵活，可拓展性强，装置要求简单，且可对固体颗粒的晶面取向进行调控，可广泛适用不同材料与不同基底，具有良好的大规模应用前景。

技术领域

本发明涉及一种采用振荡粘结工艺制备单层颗粒薄膜的方法，属于薄膜制备技术领域。

背景技术

采用规则形貌纳米晶体颗粒组装成的单层颗粒薄膜可被用于结构色调制、光电器件、气体传感器、电催化等领域，这主要是基于晶体内部原子有序的定向排列，导致其部分物化性质(如光学性质、电导率、吸附性、光电响应等)表现出高度的统一的特点。目前，单层颗粒薄膜制备方法主要包括水热法、磁控溅射法、电沉积法等“原位”化学制备方法，受工艺流程、设备要求以及基底选择等因素限制，这些方法的可拓展性和可重复性较弱，且成本要求较高。

发明内容

本发明的目的是：提供一种工艺简便、可拓展性高的、非原位组装的方法制备单层颗粒薄膜的方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种采用振荡粘结工艺制备单层颗粒薄膜的方法，包括以下步骤：

步骤1：在基底上涂覆一层粘性薄膜作为粘结剂；

步骤2：将固体粉末分散于步骤1中的涂覆有粘性薄膜的基底表面；

步骤3：对步骤2中的基底进行往复振荡，通过粘性薄膜在基底表面粘附单层颗粒薄膜。

优选地，所述步骤1中的粘结剂为聚乙烯亚胺、蔗糖、葡萄糖和聚乙二醇中的至少一种。

优选地，所述步骤1中的基底为导体基底、半导体基底或非导体基底。

优选地，所述导体基底为透明金属氧化物导电基底或金属基底。

优选地，所述透明金属氧化物导电基底为掺杂的SnO₂基底、In₂O₃基底、Al₂O₃基底和ZnO基底中的任意一种。

优选地，所述金属基底的材料为Ti，Sn，W，Cu，Ag，Au，Pt，Pd，Nb，Ta，Mo，Ni中的任意一种单质或多种组成的合金。

优选地，所述半导体基底的材料选自半导体薄膜材料Si，Ge，CdS，TiO₂，FeO_x，NiO，SrTiO₃，FeO_x，PbO₂，CeO_x，MnO₂和BN中的任意一种。

优选地，所述非导体基底为普通钠钙玻璃基底，硼硅玻璃基底，石英玻璃基底，或金刚石基底。

优选地，所述步骤2中的固体粉末为导体、半导体或绝缘体单晶粉末。固体粉末具体选用形貌规整，尺寸均匀，具有优势暴露晶面，且分散性良好的单颗粒晶体。

优选地，所述导体单晶粉末为金纳米颗粒、银纳米颗粒、铂纳米颗粒、石墨烯和C₆₀中的至少一种；所述半导体单晶粉末为纳米硅粉、板状WO₃、十面体BiVO₄、片状BiVO₄、块状TiO₂、块状Cu₂O和块状SrTiO₃中的至少一种；所述绝缘体单晶粉末为聚苯乙烯微球、二氧化硅微球、单分散甲基丙烯酸环氧丙酯微球和纳米金刚石中的至少一种。