一种制备有机网膜的方法

摘要

本发明公开了一种简便易行的制备有机网膜的方法。本发明提供的方法，是使液相的有机化合物沉积在多孔有序模板上，得到覆于所述模板上的有机网膜，沉积过程中采用0.01～0.07MPa的减压抽滤。本发明提供的方法操作简单、材料可选、成本较低，可以得到结构规则、有序、可控的有机网膜。本发明的方法可以通过对氧化铝模板的尺寸控制，溶液的浓度以及抽滤压强等对所制备的有机网膜的结构进行有效调控。采用本发明的制备方法得到的目标有机化合物网膜可作为无机膜的有机复形模板，也可形成完全覆于原模板表面的颗粒的有序链状自组装结构。

权利要求

1.一种制备有机网膜的方法，是使液相的有机化合物沉积在多孔有序模板上，得到覆于所述模板上的有机网膜；所述沉积过程中采用0.01～0.07MPa的减压抽滤；

-5 -1

所述液相的有机化合物为浓度为10 mol L -饱和的有机化合物溶液；

所述有机化合物为四苯基卟啉，所述有机化合物溶液的溶剂为二氯甲烷或所述有机化合物为苝，所述有机化合物溶液的溶剂为氯仿；

所述模板为孔径为20nm-300nm的多孔无机膜。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述模板为孔径为20nm-300nm的碳纳米网。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述多孔无机膜为氧化铝多孔膜，孔径为

50nm-200nm。

4.如权利要求1至3中任一所述的方法，其特征在于：所述沉积过程重复1-40次；所述重复过程中，待溶剂挥发后，再进行下一次沉积过程。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：所述沉积过程重复5-40次。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：将覆于模板上的有机网膜进行强酸或强碱处理，除去模板，得到有机网膜；

所述有机化合物为不与所述强酸、强碱反应的有机化合物。

说明书

一种制备有机网膜的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种制备有机网膜的方法。

背景技术

[0002] 纳米材料在光、电、磁等方面所表现出的特异物化性能使得相关领域的研究开发成为了一门新兴课题并日益成为热点话题。有机化合物具有多样性、多功能性，特别是具有一些无机化合物所不能代替的潜在应用价值，所以开发简单、快速制备有机纳米材料的方法的工作日益紧迫。二维、一维、零维有机纳米结构的制备方法的研究在当前材料科学研究领域，特别是复合材料研究中占据着极为重要的地位。

[0003] 制备的工艺和过程对控制纳米材料的微观结构和性能具有重要影响。网格结构材料具有巨大的比表面积及表面分散性，一直被广泛应用于催化、疏运、过滤和筛选等领域。有机纳米网膜结构的制备将把这种应用带入更广泛的微观领域。

[0004] 传统上基于氧化铝模板的应用主要是基于AAO孔洞的阵列结构或者一维纳米管、纳米棒，关于其表面界面的应用较少。利用氧化铝模板的有序阵列孔洞结构制备一维纳米材料的技术已经很成熟，该模板用于表面生长基底的研究必将具有更广阔的前景。

发明内容

[0005] 本发明的目的是提供一种制备有机网膜的方法。

[0006] 本发明提供的制备有机网膜的方法，是使液相的有机化合物沉积在多孔有序模板上，得到覆于模板上的有机网膜；所述沉积过程中采用0.01～0.07MPa的减压抽滤。

[0007] 在进行液相沉积前可先将所述模板进行亲疏水处理也可不对模板进行亲疏水处理。

[0008] 所述模板可为孔径为20nm-300nm的碳纳米网或多孔无机膜。

[0009] 所述模板的孔径优选50nm-200nm，现有的孔径范围为50nm-200nm的多孔无机膜均可，如多孔氧化铝。

[0010] 所述液相的有机化合物为浓度为10-5mol L-1-饱和的有机化合物溶液。

[0011] 所有易挥发性有机溶剂均可作为所述有机化合物溶液的溶剂。

[0012] 所述沉积过程可重复1-40次，优选5-40次；所述重复过程中，待溶剂挥发后，再进行下一次沉积过程，依浓度不同，需重复次数不一，以便足够的有机分子可以堆积组装。

[0013] 所述有机化合物具体可为卟啉或苝，所述有机溶剂具体可为二氯甲烷或氯仿。

[0014] 可采用任何现有方法将模板去除，得到有机网膜；如将覆于模板上的有机网膜进行强酸或强碱处理，除去模板，得到有机网膜。

[0015] 所述有机化合物为不与所述强酸、强碱反应的有机化合物。

[0016] 本发明采用液相沉积法，结合简单普通的减压抽滤，得到覆于多孔氧化铝模板表面的自组装的有机网膜。本发明提供的方法操作简单、材料可选、成本较低，可以得到结构规则、有序、可控的有机网膜。采用本发明的制备方法得到的目标有机化合物网膜可作为无机膜的有机复形模板，也可形成完全覆于原模板表面的颗粒的有序链状自组装结构。本发明的优点在于：1)实验操作简单易行，无机膜-砂型漏斗-减压抽滤，相对简化的实验操作过程，因而避免了样品制备及处理中的复杂操作；2)可以通过对氧化铝模板的尺寸的控制，溶液的浓度以及抽滤的压强等对所制备的有机网膜的结构进行有效调控。

[0017] 以下的实施例便于更好地理解本发明，但并不限定本发明。

附图说明

[0018] 图1为减压抽滤实验过程简图

[0019] 图2为相应的不同孔径的AAO模板(a，b和c分别对应50nm，100nm和200nm孔径的模板)

[0020] 图3为实施例1制备的四苯基卟啉网膜的场发射扫描电子显微镜(FESEM)图[0021] 图4为实施例2制备的四苯基卟啉网膜的场发射扫描电子显微镜(FESEM)图[0022] 图5为实施例3制备的四苯基卟啉网膜的场发射扫描电子显微镜(FESEM)图[0023] 图6为实施例4制备的四苯基卟啉网膜的场发射扫描电子显微镜(FESEM)图[0024] 图7为实施例5制备的苝网膜的场发射扫描电子显微镜(FESEM)图[0025] 图8为实施例6制备的苝网膜的场发射扫描电子显微镜(FESEM)图具体实施方式

[0026] 下面以用多孔氧化铝模板制备有机网膜为例，阐明制备有机网膜的方法：

[0027] 1)将多孔氧化铝模板进行亲疏水处理

[0028] 可根据原形模板的性能决定是否进行亲疏水处理。亲疏水处理即先后用去离子水和无水乙醇浸泡几个小时，然后干燥。亲疏水处理具有疏通孔道、去除模板孔洞杂质离子的作用，有利于最后网膜的均一性。

[0029] 2)滴加有机化合物

[0030] 将处理后的多孔氧化铝模板水平贴于砂型漏斗内，砂型漏斗外接抽滤瓶，具体连接方式见图1。往模板上反复滴加有机化合物，在滴加有机化合物的过程中，保持固定压强进行减压抽滤。为了保证足够有机分子堆积组装，需要反复滴加，滴加过程中，每次浸透模板即停止，待溶剂蒸发再继续滴加(可以采用吹风机等协助加快挥发)，反复滴加5-40次。

[0031] 3)溶剂充分挥发后，取出吸附有有机化合物的模板，氮气条件下干燥，即可得到覆于多孔氧化铝模板表面的自组装的有机化合物网膜。

[0032] 4)用强酸或强碱溶解掉氧化铝模板，可得到剥离的有机网膜。

[0033] 下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。

[0034] 实施例1、四苯基卟啉(TClPP)网膜的制备

[0035] 将亲疏水处理后的200nm孔径的多孔氧化铝模板(whatman)水平贴于砂型漏斗内，砂型漏斗外接抽滤瓶。往模板上滴加饱和浓度的四苯基卟啉溶液(溶剂：二氯甲烷)，每次浸透模板即停止，溶剂蒸发后继续滴加，重复20周期。滴加过程中，保持固定压强进行减压抽滤，压强为0.04MPa。结束后，等待溶剂充分挥发，取出吸附有四苯基卟啉的模板，氮气条件下干燥，得到覆于多孔氧化铝模板表面的四苯基卟啉网膜。

[0036] 氮气氛围中退火后进行电子显微镜观察。

[0037] 所得样品的扫描电子显微镜图像见图3。由图可见，采用本发明的制备方法得到的有机网膜均一、高度有序、尺寸一致。

[0038] 实施例2、制备四苯基卟啉网膜

[0039] 将亲疏水处理后的50nm孔径的多孔氧化铝模板水平贴于砂型漏斗内，砂型漏斗-3外接抽滤器。往模板上反复滴加浓度为10 M的四苯基卟啉溶液(溶剂：二氯甲烷)，间隔时间2min，重复10周期。滴加过程中，保持固定压强进行减压抽滤，采用的压强为0.03MPa。
结束后，等待溶剂充分挥发，取出吸附有四苯基卟啉的模板，得到覆于多孔氧化铝模板上的四苯基卟啉网膜。

[0040] 氮气氛围中退火后进行电子显微镜观察。

[0041] 所得样品的扫描电子显微镜图像见图4。由图可见，该有机网膜均一、高度有序、尺寸一致。

[0042] 实施例3、制备四苯基卟啉网膜

[0043] 将亲疏水处理后的100nm孔径的多孔氧化铝模板水平贴于砂型漏斗内，砂型漏斗-3外接抽滤器。往模板上反复滴加浓度为10 M的四苯基卟啉溶液(溶剂：二氯甲烷)，间隔时间2min，重复10周期。滴加过程中，保持固定压强进行减压抽滤，采用的压强为0.03MPa。
结束后，等待溶剂充分挥发，取出吸附有四苯基卟啉的模板，得到覆于多孔氧化铝模板表面的四苯基卟啉网膜。

[0044] 氮气氛围中退火后进行电子显微镜观察。

[0045] 所得样品的扫描电子显微镜图像见图5。由图可见，该有机网膜均一、高度有序、尺寸一致。

[0046] 实施例4、制备四苯基卟啉网膜

[0047] 将亲疏水处理后的200nm孔径的多孔氧化铝模板水平贴于砂型漏斗内，砂型漏斗外接抽滤器。往模板上反复滴加饱和浓度的四苯基卟啉溶液(溶剂：二氯甲烷)，间隔时间4min，重复30周期。滴加过程中，保持固定压强进行减压抽滤，采用的压强为0.04MPa。结束后，等待溶剂充分挥发，取出吸附有四苯基卟啉的模板，得到较大纳米颗粒组装的四苯基卟啉网膜。

[0048] 氮气氛围中退火后进行电子显微镜观察。

[0049] 所得样品的扫描电子显微镜图像见图6。由图可见，该有机网膜均一、高度有序、尺寸一致。

[0050] 实施例5、苝(Perylene)网膜的制备

[0051] 将亲疏水处理处理后的200nm孔径的多孔氧化铝模板水平贴于砂型漏斗内，砂型漏斗外接抽滤瓶。往模板上滴加苝的饱和溶液(溶剂：氯仿)，每次浸透模板即停止，溶剂蒸发后继续滴加，重复20周期。滴加过程中，保持固定压强进行减压抽滤，压强为0.03MPa。结束后，等待溶剂充分挥发，取出吸附有苝的模板，氮气条件下干燥，得到覆于多孔氧化铝模板表面的苝网膜。

[0052] 氮气氛围中退火后进行电子显微镜观察。

[0053] 所得样品的扫描电子显微镜图像见图7。由图可见，该有机网膜均一、高度有序、尺寸一致。

[0054] 实施例6、苝(Perylene)网膜的制备

[0055] 将亲疏水处理处理后的200nm孔径的多孔氧化铝模板水平贴于砂型漏斗内，砂型漏斗外接抽滤瓶。往模板上滴加苝的饱和溶液(溶剂：氯仿)，每次浸透模板即停止，溶剂蒸发后继续滴加，重复20周期。滴加过程中，保持固定压强进行减压抽滤，压强为0.04MPa。结束后，等待溶剂充分挥发，取出吸附有苝的模板，氮气条件下干燥，得到覆于多孔氧化铝模板表面的苝网膜。

[0056] 氮气氛围中退火后进行电子显微镜观察。

[0057] 所得样品的扫描电子显微镜图像见图8。由图可见，该有机网膜均一、高度有序、尺寸一致。

[0058] 实施例7、四苯基卟啉(TClPP)网膜的制备

[0059] 将亲疏水处理后的20nm孔径的多孔氧化铝模板水平贴于砂型漏斗内，砂型漏-5 -1斗外接抽滤器。往模板上反复滴加浓度为10 mol L 的四苯基卟啉溶液(溶剂：二氯甲烷)，间隔时间2min，重复1周期。滴加过程中，保持固定压强进行减压抽滤，采用的压强为
0.01MPa。结束后，等待溶剂充分挥发，取出吸附有四苯基卟啉的模板，得到覆于多孔氧化铝模板表面的四苯基卟啉网膜。

[0060] 氮气氛围中退火后进行电子显微镜观察。

[0061] 扫描电子显微镜结果表明，该有机网膜均一、高度有序、尺寸一致。

[0062] 实施例8、四苯基卟啉(TClPP)网膜的制备

[0063] 将亲疏水处理后的300nm孔径的多孔氧化铝模板水平贴于砂型漏斗内，砂型漏斗外接抽滤器。往模板上反复滴加饱和的四苯基卟啉溶液(溶剂：二氯甲烷)，间隔时间2min，重复40周期。滴加过程中，保持固定压强进行减压抽滤，采用的压强为0.07MPa。结束后，等待溶剂充分挥发，取出吸附有四苯基卟啉的模板，得到覆于多孔氧化铝模板表面的四苯基卟啉网膜。

[0064] 氮气氛围中退火后进行电子显微镜观察。

[0065] 扫描电子显微镜结果表明，该有机网膜均一、高度有序、尺寸一致。