CN107513370A - 一种半导体量子片杂化膜材料的制备方法 - Google Patents

一种半导体量子片杂化膜材料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于纳米复合薄膜制备技术领域，涉及半导体量子片杂化膜材料的制备方法。本发明首先将高级脂肪酸盐和金属盐加入去离子水，经水热反应制得半导体量子片；然后将基片浸入醇酸混合液中，取出后用去离子水洗涤并用浓硫酸改性；再将改性基片浸渍在单分散的LDHs纳米片溶胶中得到LDHs纳米片组装基片，再浸入聚苯乙烯磺酸钠PSS溶液中得表面电荷改性的LDHs纳米片组装基片，然后放入半导体量子片水溶液中浸泡得到半导体量子片杂化膜；最后按照LDHs‑PSS‑量子片‑PSS的顺序叠层组装制得而成。本发明利用半导体量子片的光电特性，制得杂化膜材料具有较低的红外发射率；所使用的剥离LDHs纳米片容易获取，可规模化生产，不对环境产生危害；超分子组装过程简单易行，重复性高。

Description

一种半导体量子片杂化膜材料的制备方法
技术领域
本发明属于纳米复合薄膜制备技术领域，涉及半导体量子片，尤其涉及一种半导体量子片杂化膜材料的制备方法。
背景技术
红外-可见光波段内，辐射性能可调的材料在蓄热保暖、建筑节能、红外探测和医疗保健等领域有着广阔的应用前景，它的研究对推动节能、建筑材料和生物医学等领域的发展具有重要意义。辐射传热材料有别于玻璃棉、泡沫塑料和硅酸盐等多孔隔热材料，多孔隔热材料能够减缓但不能阻挡热量的传递，而辐射传热材料能够根据需要以热发射的形式将吸收的热量辐射出去。
材料的辐射强度取决于材料表面的温度和发射率，由于很难改变材料表面与环境之间的温差，因此，调节材料表面的发射率是调节其辐射性能的有效方法。辐射性能可调的光电材料应具有合理的表面结构，较强的控温能力，可调的太阳能吸收率和反射率。辐射是一种典型的界面现象，对于半导体薄膜材料，平整的表面有利于降低材料的辐射性能。
半导体量子片具有优异的电磁学特性，在贫氧条件下烧制的量子片由于存在较多的氧空穴，使得导电性增强，有利于降低其红外发射率。LDHs由于可以进行层板金属离子搭配，层间插层阴离子的交换，构成一个庞大的体系，在催化、生物医学、光学材料的应用都已有研究。剥离的LDHs纳米片由于表面带正电，为进行超分子组装提供可能。因此，将剥离的片状结构的LDHs纳米片与半导体量子片进行超分子组装可形成新型杂化膜材料，这就赋予了它独特的光学性能，尤其是红外发射率明显降低。本发明提供了一种半导体量子片杂化膜材料，该材料是一种很有发展前途的红外隐身新材料，它的研究和应用具有潜在的经济效益和社会效益，在军农工业方面都有较好的应用前景。
发明内容
针对上述现有技术中存在的不足，本发明公开了一种半导体量子片杂化膜材料制备方法。
一种半导体量子片杂化膜材料的制备方法，包括如下步骤：
a)按每毫摩尔高级脂肪酸盐消耗45～55 mL去离子水，金属盐与高级脂肪酸的摩尔比为1:2～1:4计，将高级脂肪酸盐和金属盐加入去离子水中，搅拌20～40 min后，转移到反应器中，水热温度140～160℃下反应3～5h，冷却至室温后用用环己烷与无水乙醇的混合液洗涤3～5次，再用去离子水洗涤3～5次，真空干燥40～50 h后，400±50℃快速加热3～10 min制得半导体量子片，将所得半导体量子片配制成0.5～1.5 mg/mL的水溶液；
b)按每平方厘米基片加20～40 mL醇酸混合液，室温将基片浸入醇酸混合液中0.3 ～1 h，取出后用去离子水洗涤5～10次，按每平方厘米基片加10～15 mL 98 wt%浓硫酸，再将基片浸入浓硫酸中0.3～1 h，取出后用去离子水洗涤5～10次，常温干燥2～10 min，得改性基片；
c)按每平方厘米改性基片加20～40 mL单分散的LDHs纳米片溶胶计，将改性基片浸渍在单分散的LDHs纳米片溶胶中，浸渍10～20 min后，去离子水冲洗5～10次，干燥5～10 min得到LDHs纳米片组装基片；
d)将上述制得的LDHs纳米片组装基片置于0.5～1.5 mg/mL聚苯乙烯磺酸钠（PSS）水溶液浸泡10～20 min，取出后以去离子水冲洗5～10次，干燥5～10 min得到表面电荷改性的LDHs纳米片组装基片；
e)将所述表面电荷改性的LDHs纳米片组装基片置于步骤a)制得的半导体量子片水溶液中浸泡10～20 min，取出后去离子水冲洗5～10次，干燥5～10 min后得到半导体量子片杂化膜；
f)重复步骤c)、d)和e)，按照LDHs-PSS-量子片-PSS的顺序叠层组装5-30次，制得半导体量子片杂化膜材料。
本发明较优公开例中，步骤a)中所述高级脂肪酸盐是含C数为12～26的高级脂肪酸的钠盐或者钾盐，所述金属盐为铟或钼的卤化物或硝酸盐。
本发明较优公开例中，步骤b)中所述基片为石英片或者硅片中的一种或者两种组合。
本发明较优公开例中，步骤b)中所述醇酸混合液为乙醇与浓盐酸的混合液，乙醇与浓盐酸的体积比为1:2～2:1。
本发明较优公开例中，步骤c)中所述分散的LDHs纳米片溶胶浓度为0.5～1.5 mg/mL。
根据本发明所述方法制得的半导体量子片杂化膜材料，是以表面修饰的半导体量子片和表面带电荷的LDHs纳米片层层自组装而成，具有半导体量子片和LDHs纳米片有序组装的层状结构。
所述半导体量子片为过渡金属铟或钼的氧化物。
所述LDHs纳米片是由含有二价金属离子M1和三价金属离子M2的层状双金属氢氧化物经剥离制得的纳米片，其中金属离子M1为Mg2+、Zn2+、Ni2+中的一种或者多种的组合，金属离子M2为Al3+和In3+中的一种或者两者的组合。
该材料的组成和结构可控，具有较低的红外发射率，可作为红外低发射率材料。
有益效果
本发明公开一种半导体量子片杂化膜材料的制备方法，该材料的组成和结构可控，具有可调的红外发射率。本发明充分利用半导体量子片的光电特性，将其与剥离LDHs纳米片进行超分子组装得到的杂化膜材料具有较低的红外发射率；所使用的剥离LDHs纳米片容易获取，且可规模化生产，不对环境产生危害；进行超分子组装过程简单易行，重复性高。
附图说明
图1是实施例1 制备的In2O3量子片的TEM图；
图2是实施例1制备的LDHs纳米片的TEM图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细说明，以使本领域技术人员更好地理解本发明，但本发明并不局限于以下实施例。
实施例1
a)按照每毫摩尔油酸钠消耗50 mL去离子水，氯化铟与油酸钠的摩尔比为1:3计，将氯化铟与油酸钠加入到去离子水中，搅拌20～40 min后，转移到水热反应釜中，150℃反应3h，冷却至室温后用用环己烷与无水乙醇的混合液洗涤3次，再用去离子水洗涤3次，真空干燥48 h后，400℃快速加热3 min制得半导体量子片，将制得半导体量子片配制成1 mg/mL的水溶液。
b)按硝酸镁和硝酸铝摩尔比为2:1，加入与金属离子(Mg2+和Al3+)总摩尔比为1.5:1的六次亚甲基四胺，按照每毫摩尔六次亚甲基四胺消耗1.5 mL去离子水计，将硝酸镁、硝酸铝和六次亚甲基四胺溶解在去离子水中，完全溶解后转移到水热反应釜中，150℃反应12h，冷却后无水乙醇洗3次，去离子水洗3次，真空干燥24 h，得LDHs纳米颗粒。取1.0 g LDHs纳米颗粒分散在20 mL去离子水中，缓慢向其滴加1mol/L硝酸至无气泡产生，然后加入300mL浓度为1.5 mol/L硝酸钾溶液，机械搅拌12 h，高速离心分离产物，水洗3～5次，得硝酸根插层LDHs。按照每克硝酸根插层LDHs消耗50 mL甲酰胺计，将硝酸根插层LDHs分散在甲酰胺中，氮气氛围中磁力搅拌48 h制得剥离LDHs纳米片，高速离心后，将剥离LDHs纳米片分散在去离子水中，配制浓度为1 mg/mL的LDHs纳米片水溶液。
c)按每平方厘米基片加30 mL醇酸混合液，基片为石英片，醇酸混合液中乙醇与浓盐酸的体积比为1:1，室温将基片浸入醇酸混合液中0.5 h，取出后用去离子水洗涤5次，按每平方厘米基片加10mL 98 wt%浓硫酸，再将基片浸入浓硫酸中0.5 h，取出后用去离子水洗涤5次，常温干燥10 min，得改性基片。
d)将改性基片室温条件下完全浸泡在步骤b)制得的LDHs纳米片水溶液中20 min，取出后去离子水冲洗10次，干燥5min得LDHs纳米片组装基片。
e)将步骤d)制得的LDHs纳米片组装基片至于1 mg/mL聚苯乙烯磺酸钠（PSS）水溶液浸泡20 min，取出后去离子水冲洗10次，干燥5min得到表面电荷改性的LDHs纳米片组装基片。
f)将步骤e)制得的表面电荷改性的LDHs纳米片组装基片至于步骤a)制得的半导体量子片水溶液中浸泡20 min，取出后去离子水冲洗10次，干燥5 min后得到半导体量子片杂化膜材料。
g)重复步骤e)，f)，按照LDHs-PSS-量子片-PSS的顺序叠层组装20次，制得半导体量子片杂化膜材料,该膜在8～14 μm红外发射率为0.620。
实施例2
a)按照每毫摩尔油酸钾消耗50 mL去离子水，氯化铟与油酸钠的摩尔比为1:3计，将氯化铟与油酸钠加入到去离子水中，搅拌20～40 min后，转移到水热反应釜中，150℃反应3h，冷却至室温后用用环己烷与无水乙醇的混合液洗涤3次，再用去离子水洗涤3次，真空干燥48 h后，400℃快速加热3 min制得半导体量子片，将制得半导体量子片配制成1 mg/mL的水溶液。
b)按硝酸镁和硝酸铝摩尔比为2:1，加入与金属离子(Mg2+和Al3+)总摩尔比为1.5:1的六次亚甲基四胺，按照每毫摩尔六次亚甲基四胺消耗1.5 mL去离子水计，将硝酸镁、硝酸铝和六次亚甲基四胺溶解在去离子水中，完全溶解后转移到水热反应釜中，150℃反应12h，冷却后无水乙醇洗3次，去离子水洗3次，真空干燥24 h，得LDHs纳米颗粒。取1.0 g LDHs纳米颗粒分散在20 mL去离子水中，缓慢向其滴加1mol/L硝酸至无气泡产生，然后加入300mL浓度为1.5 mol/L硝酸钾溶液，机械搅拌12 h，高速离心分离产物，水洗3～5次，得硝酸根插层LDHs。按照每克硝酸根插层LDHs消耗50 mL甲酰胺计，将硝酸根插层LDHs分散在甲酰胺中，氮气氛围中磁力搅拌48 h制得剥离LDHs纳米片，高速离心后，将剥离LDHs纳米片分散在去离子水中，配制浓度为1 mg/mL的LDHs纳米片水溶液。
c)按每平方厘米基片加30 mL醇酸混合液，基片为石英片，醇酸混合液中乙醇与浓盐酸的体积比为1:1，室温将基片浸入醇酸混合液中0.5 h，取出后用去离子水洗涤5次，按每平方厘米基片加10mL 98 wt%浓硫酸，再将基片浸入浓硫酸中0.5 h，取出后用去离子水洗涤5次，常温干燥10 min，得改性基片。
d)将改性基片室温条件下完全浸泡在步骤b)制得的LDHs纳米片水溶液中20 min，取出后去离子水冲洗10次，干燥5min得LDHs纳米片组装基片。
e)将步骤d)制得的LDHs纳米片组装基片至于1 mg/mL聚苯乙烯磺酸钠（PSS）水溶液浸泡20 min，取出后去离子水冲洗10次，干燥5min得到表面电荷改性的LDHs纳米片组装基片。
f)将步骤e)制得的表面电荷改性的LDHs纳米片组装基片至于步骤a)制得的半导体量子片水溶液中浸泡15 min，取出后去离子水冲洗10次，干燥5 min后得到半导体量子片杂化膜材料。
g)重复步骤e)，f)，按照LDHs-PSS-量子片-PSS的顺序叠层组装20次，制得半导体量子片杂化膜材料,该膜在8～14 μm红外发射率为0.734。
实施例3
a)按照每毫摩尔油酸钠消耗50 mL去离子水，氯化铟与油酸钠的摩尔比为1:3计，将氯化铟与油酸钠加入到去离子水中，搅拌20～40 min后，转移到水热反应釜中，150℃反应3h，冷却至室温后用用环己烷与无水乙醇的混合液洗涤3次，再用去离子水洗涤3次，真空干燥48 h后，400℃快速加热3 min制得半导体量子片，将制得半导体量子片配制成1.5 mg/mL的水溶液。
b)按硝酸镁和硝酸铝摩尔比为2:1，加入与金属离子(Mg2+和Al3+)总摩尔比为1.5:1的六次亚甲基四胺，按照每毫摩尔六次亚甲基四胺消耗1.5 mL去离子水计，将硝酸镁、硝酸铝和六次亚甲基四胺溶解在去离子水中，完全溶解后转移到水热反应釜中，150℃反应12h，冷却后无水乙醇洗3次，去离子水洗3次，真空干燥24 h，得LDHs纳米颗粒。取1.0 g LDHs纳米颗粒分散在20 mL去离子水中，缓慢向其滴加1mol/L硝酸至无气泡产生，然后加入300mL浓度为1.5 mol/L硝酸钾溶液，机械搅拌12 h，高速离心分离产物，水洗3～5次，得硝酸根插层LDHs。按照每克硝酸根插层LDHs消耗50 mL甲酰胺计，将硝酸根插层LDHs分散在甲酰胺中，氮气氛围中磁力搅拌48 h制得剥离LDHs纳米片，高速离心后，将剥离LDHs纳米片分散在去离子水中，配制浓度为1.5 mg/mL的LDHs纳米片水溶液。
c)按每平方厘米基片加30 mL醇酸混合液，基片为石英片，醇酸混合液中乙醇与浓盐酸的体积比为1:1，室温将基片浸入醇酸混合液中0.5 h，取出后用去离子水洗涤5次，按每平方厘米基片加10mL 98 wt%浓硫酸，再将基片浸入浓硫酸中0.5 h，取出后用去离子水洗涤5次，常温干燥10 min，得改性基片。
d)将改性基片室温条件下完全浸泡在步骤b)制得的LDHs纳米片水溶液中20 min，取出后去离子水冲洗10次，干燥5min得LDHs纳米片组装基片。
e)将步骤d)制得的LDHs纳米片组装基片至于1.5 mg/mL聚苯乙烯磺酸钠（PSS）水溶液浸泡10 min，取出后去离子水冲洗5次，干燥5min得到表面电荷改性的LDHs纳米片组装基片。
f)将步骤e)制得的表面电荷改性的LDHs纳米片组装基片至于步骤a)制得的半导体量子片水溶液中浸泡20 min，取出后去离子水冲洗10次，干燥5 min后得到半导体量子片杂化膜材料。
g)重复步骤e)，f)，按照LDHs-PSS-量子片-PSS的顺序叠层组装5次，制得半导体量子片杂化膜材料,该膜在8～14 μm红外发射率为0.678。
实施例4
a)按照每毫摩尔油酸钠消耗50 mL去离子水，氯化铟与油酸钠的摩尔比为1:3计，将氯化铟与油酸钠加入到去离子水中，搅拌20～40 min后，转移到水热反应釜中，150℃反应3h，冷却至室温后用用环己烷与无水乙醇的混合液洗涤3次，再用去离子水洗涤3次，真空干燥48 h后，400℃快速加热3 min制得半导体量子片，将制得半导体量子片配制成0.5 mg/mL的水溶液。
b)按硝酸镁和硝酸铝摩尔比为2:1，加入与金属离子(Mg2+和Al3+)总摩尔比为1.5:1的六次亚甲基四胺，按照每毫摩尔六次亚甲基四胺消耗1.5 mL去离子水计，将硝酸镁、硝酸铝和六次亚甲基四胺溶解在去离子水中，完全溶解后转移到水热反应釜中，150℃反应12h，冷却后无水乙醇洗3次，去离子水洗3次，真空干燥24 h，得LDHs纳米颗粒。取1.0 g LDHs纳米颗粒分散在20 mL去离子水中，缓慢向其滴加1mol/L硝酸至无气泡产生，然后加入300mL浓度为1.5 mol/L硝酸钾溶液，机械搅拌12 h，高速离心分离产物，水洗3～5次，得硝酸根插层LDHs。按照每克硝酸根插层LDHs消耗50 mL甲酰胺计，将硝酸根插层LDHs分散在甲酰胺中，氮气氛围中磁力搅拌48 h制得剥离LDHs纳米片，高速离心后，将剥离LDHs纳米片分散在去离子水中，配制浓度为0.5 mg/mL的LDHs纳米片水溶液。
c)按每平方厘米基片加20 mL醇酸混合液，基片为石英片，醇酸混合液中乙醇与浓盐酸的体积比为1:1，室温将基片浸入醇酸混合液中0.5 h，取出后用去离子水洗涤5次，按每平方厘米基片加10mL 98 wt%浓硫酸，再将基片浸入浓硫酸中0.5 h，取出后用去离子水洗涤5次，常温干燥10 min，得改性基片。
d)将改性基片室温条件下完全浸泡在步骤b)制得的LDHs纳米片水溶液中20 min，取出后去离子水冲洗10次，干燥5min得LDHs纳米片组装基片。
e)将步骤d)制得的LDHs纳米片组装基片至于1 mg/mL聚苯乙烯磺酸钠（PSS）水溶液浸泡15 min，取出后去离子水冲洗10次，干燥5min得到表面电荷改性的LDHs纳米片组装基片。
f)将步骤e)制得的表面电荷改性的LDHs纳米片组装基片至于步骤a)制得的半导体量子片水溶液中浸泡15 min，取出后去离子水冲洗10次，干燥5 min后得到半导体量子片杂化膜材料。
g)重复步骤e)，f)，按照LDHs-PSS-量子片-PSS的顺序叠层组装30次，制得半导体量子片杂化膜材料,该膜在8～14 μm红外发射率为0.743。
实施例5
a)按照每毫摩尔油酸钠消耗50 mL去离子水，氯化铟与油酸钠的摩尔比为1:3计，将氯化铟与油酸钠加入到去离子水中，搅拌20～40 min后，转移到水热反应釜中，150℃反应3h，冷却至室温后用用环己烷与无水乙醇的混合液洗涤3次，再用去离子水洗涤3次，真空干燥48 h后，400℃快速加热3 min制得半导体量子片，将制得半导体量子片配制成1 mg/mL的水溶液。
b)按硝酸镁和硝酸铝摩尔比为2:1，加入与金属离子(Mg2+和Al3+)总摩尔比为1.5:1的六次亚甲基四胺，按照每毫摩尔六次亚甲基四胺消耗1.5 mL去离子水计，将硝酸镁、硝酸铝和六次亚甲基四胺溶解在去离子水中，完全溶解后转移到水热反应釜中，150℃反应12h，冷却后无水乙醇洗3次，去离子水洗3次，真空干燥24 h，得LDHs纳米颗粒。取1.0 g LDHs纳米颗粒分散在20 mL去离子水中，缓慢向其滴加1mol/L硝酸至无气泡产生，然后加入300mL浓度为1.5 mol/L硝酸钾溶液，机械搅拌12 h，高速离心分离产物，水洗3～5次，得硝酸根插层LDHs。按照每克硝酸根插层LDHs消耗50 mL甲酰胺计，将硝酸根插层LDHs分散在甲酰胺中，氮气氛围中磁力搅拌48 h制得剥离LDHs纳米片，高速离心后，将剥离LDHs纳米片分散在去离子水中，配制浓度为1 mg/mL的LDHs纳米片水溶液。
c)按每平方厘米基片加40 mL醇酸混合液，基片为硅片，醇酸混合液中乙醇与浓盐酸的体积比为1:1，室温将基片浸入醇酸混合液中0.5 h，取出后用去离子水洗涤5次，按每平方厘米基片加10mL 98 wt%浓硫酸，再将基片浸入浓硫酸中0.5 h，取出后用去离子水洗涤5次，常温干燥10 min，得改性基片。
d)将改性基片室温条件下完全浸泡在步骤b)制得的LDHs纳米片水溶液中20 min，取出后去离子水冲洗10次，干燥5min得LDHs纳米片组装基片。
e)将步骤d)制得的LDHs纳米片组装基片至于0.5 mg/mL聚苯乙烯磺酸钠（PSS）水溶液浸泡20 min，取出后去离子水冲洗10次，干燥5min得到表面电荷改性的LDHs纳米片组装基片。
f)将步骤e)制得的表面电荷改性的LDHs纳米片组装基片至于步骤a)制得的半导体量子片水溶液中浸泡20 min，取出后去离子水冲洗10次，干燥5 min后得到半导体量子片杂化膜材料。
g)重复步骤e)，f)，按照LDHs-PSS-量子片-PSS的顺序叠层组装20次，制得半导体量子片杂化膜材料,该膜在8～14 μm红外发射率为0.773。
实施例6
a)按照每毫摩尔油酸钠消耗50 mL去离子水，氯化铟与油酸钠的摩尔比为1:3计，将硝酸铟与油酸钠加入到去离子水中，搅拌20～40 min后，转移到水热反应釜中，150℃反应3h，冷却至室温后用用环己烷与无水乙醇的混合液洗涤3次，再用去离子水洗涤3次，真空干燥48 h后，400℃快速加热3 min制得半导体量子片，将制得半导体量子片配制成1 mg/mL的水溶液。
b)按硝酸镁和硝酸铝摩尔比为2:1，加入与金属离子(Mg2+和Al3+)总摩尔比为1.5:1的六次亚甲基四胺，按照每毫摩尔六次亚甲基四胺消耗1.5 mL去离子水计，将硝酸镁、硝酸铝和六次亚甲基四胺溶解在去离子水中，完全溶解后转移到水热反应釜中，150℃反应12h，冷却后无水乙醇洗3次，去离子水洗3次，真空干燥24 h，得LDHs纳米颗粒。取1.0 g LDHs纳米颗粒分散在20 mL去离子水中，缓慢向其滴加1mol/L硝酸至无气泡产生，然后加入300mL浓度为1.5 mol/L硝酸钾溶液，机械搅拌12 h，高速离心分离产物，水洗3～5次，得硝酸根插层LDHs。按照每克硝酸根插层LDHs消耗50 mL甲酰胺计，将硝酸根插层LDHs分散在甲酰胺中，氮气氛围中磁力搅拌48 h制得剥离LDHs纳米片，高速离心后，将剥离LDHs纳米片分散在去离子水中，配制浓度为1 mg/mL的LDHs纳米片水溶液。
c)按每平方厘米基片加30 mL醇酸混合液，基片为硅片，醇酸混合液中乙醇与浓盐酸的体积比为1:1，室温将基片浸入醇酸混合液中0.5 h，取出后用去离子水洗涤5次，按每平方厘米基片加10mL 98 wt%浓硫酸，再将基片浸入浓硫酸中0.5 h，取出后用去离子水洗涤5次，常温干燥10 min，得改性基片。
d)将改性基片室温条件下完全浸泡在步骤b)制得的LDHs纳米片水溶液中20 min，取出后去离子水冲洗10次，干燥5min得LDHs纳米片组装基片。
e)将步骤d)制得的LDHs纳米片组装基片至于1 mg/mL聚苯乙烯磺酸钠（PSS）水溶液浸泡20 min，取出后去离子水冲洗10次，干燥5min得到表面电荷改性的LDHs纳米片组装基片。
f)将步骤e)制得的表面电荷改性的LDHs纳米片组装基片至于步骤a)制得的半导体量子片水溶液中浸泡20 min，取出后去离子水冲洗10次，干燥5 min后得到半导体量子片杂化膜材料。
g)重复步骤e)，f)，按照LDHs-PSS-量子片-PSS的顺序叠层组装20次，制得半导体量子片杂化膜材料,该膜在8～14 μm红外发射率为0.754。
实施例7
a)按照每毫摩尔油酸钠消耗50 mL去离子水，氯化铟与油酸钠的摩尔比为1:4计，将氯化钼与油酸钠加入到去离子水中，搅拌20～40 min后，转移到水热反应釜中，150℃反应3h，冷却至室温后用用环己烷与无水乙醇的混合液洗涤3次，再用去离子水洗涤3次，真空干燥48 h后，400℃快速加热3 min制得半导体量子片，将制得半导体量子片配制成1 mg/mL的水溶液。
b)按硝酸镁和硝酸铝摩尔比为2:1，加入与金属离子(Mg2+和Al3+)总摩尔比为1.5:1的六次亚甲基四胺，按照每毫摩尔六次亚甲基四胺消耗1.5 mL去离子水计，将硝酸镁、硝酸铝和六次亚甲基四胺溶解在去离子水中，完全溶解后转移到水热反应釜中，150℃反应12h，冷却后无水乙醇洗3次，去离子水洗3次，真空干燥24 h，得LDHs纳米颗粒。取1.0 g LDHs纳米颗粒分散在20 mL去离子水中，缓慢向其滴加1mol/L硝酸至无气泡产生，然后加入300mL浓度为1.5 mol/L硝酸钾溶液，机械搅拌12 h，高速离心分离产物，水洗3～5次，得硝酸根插层LDHs。按照每克硝酸根插层LDHs消耗50 mL甲酰胺计，将硝酸根插层LDHs分散在甲酰胺中，氮气氛围中磁力搅拌48 h制得剥离LDHs纳米片，高速离心后，将剥离LDHs纳米片分散在去离子水中，配制浓度为1 mg/mL的LDHs纳米片水溶液。
c)按每平方厘米基片加30 mL醇酸混合液，基片为硅片，醇酸混合液中乙醇与浓盐酸的体积比为1:1，室温将基片浸入醇酸混合液中0.5 h，取出后用去离子水洗涤5次，按每平方厘米基片加10mL 98 wt%浓硫酸，再将基片浸入浓硫酸中0.5 h，取出后用去离子水洗涤5次，常温干燥10 min，得改性基片。
d)将改性基片室温条件下完全浸泡在步骤b)制得的LDHs纳米片水溶液中20 min，取出后去离子水冲洗10次，干燥5min得LDHs纳米片组装基片。
e)将步骤d)制得的LDHs纳米片组装基片至于1 mg/mL聚苯乙烯磺酸钠（PSS）水溶液浸泡20 min，取出后去离子水冲洗10次，干燥5min得到表面电荷改性的LDHs纳米片组装基片。
f)将步骤e)制得的表面电荷改性的LDHs纳米片组装基片至于步骤a)制得的半导体量子片水溶液中浸泡20 min，取出后去离子水冲洗10次，干燥5 min后得到半导体量子片杂化膜材料。
g)重复步骤e)，f)，按照LDHs-PSS-量子片-PSS的顺序叠层组装20次，制得半导体量子片杂化膜材料,该膜在8～14 μm红外发射率为0.819。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种半导体量子片杂化膜材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
a)按每毫摩尔高级脂肪酸盐消耗45～55 mL去离子水，金属盐与高级脂肪酸的摩尔比为1:2～1:4计，将高级脂肪酸盐和金属盐加入去离子水中，搅拌20～40 min后，转移到反应器中，水热温度140～160℃下反应3～5 h，冷却至室温后用用环己烷与无水乙醇的混合液洗涤3～5次，再用去离子水洗涤3～5次，真空干燥40～50 h后，400±50℃快速加热3～10min制得半导体量子片，将所得半导体量子片配制成0.5～1.5 mg/mL的水溶液；
b)按每平方厘米基片加20～40 mL醇酸混合液，室温将基片浸入醇酸混合液中0.3 ～1 h，取出后用去离子水洗涤5～10次，按每平方厘米基片加10～15 mL 98 wt%浓硫酸，再将基片浸入浓硫酸中0.3～1 h，取出后用去离子水洗涤5～10次，常温干燥2～10 min，得改性基片；
c)按每平方厘米改性基片加20～40 mL单分散的LDHs纳米片溶胶计，将改性基片浸渍在单分散的LDHs纳米片溶胶中，浸渍10～20 min后，去离子水冲洗5～10次，干燥5～10 min得到LDHs纳米片组装基片；
d)将上述制得的LDHs纳米片组装基片置于0.5～1.5 mg/mL聚苯乙烯磺酸钠水溶液浸泡10～20 min，取出后以去离子水冲洗5～10次，干燥5～10 min得到表面电荷改性的LDHs纳米片组装基片；
e)将所述表面电荷改性的LDHs纳米片组装基片置于步骤a)制得的半导体量子片水溶液中浸泡10～20 min，取出后去离子水冲洗5～10次，干燥5～10 min后得到半导体量子片杂化膜；
f)重复步骤c)、d)和e)，按照LDHs-PSS-量子片-PSS的顺序叠层组装5-30次，制得半导体量子片杂化膜材料。
2.根据权利要求1所述半导体量子片杂化膜材料的制备方法，其特征在于：步骤a)中所述高级脂肪酸盐是含C数为12～26的高级脂肪酸的钠盐或者钾盐，所述金属盐为铟或钼的卤化物或硝酸盐。
3.根据权利要求1所述半导体量子片杂化膜材料的制备方法，其特征在于：步骤b)中所述基片为石英片或者硅片中的一种或者两种组合。
4.根据权利要求1所述半导体量子片杂化膜材料的制备方法，其特征在于：步骤b)中所述醇酸混合液为乙醇与浓盐酸的混合液，乙醇与浓盐酸的体积比为1:2～2:1。
5.根据权利要求1所述半导体量子片杂化膜材料的制备方法，其特征在于：步骤c)中所述分散的LDHs纳米片溶胶浓度为0.5～1.5 mg/mL。
6.根据权利要求1-5任一权利要求所述方法制得的半导体量子片杂化膜材料。
7.根据权利要求6所述半导体量子片杂化膜材料，其特征在于：所述材料以表面修饰的半导体量子片和表面带电荷的LDHs纳米片层层自组装而成，具有半导体量子片和LDHs纳米片有序组装的层状结构。
8.根据权利要求6所述半导体量子片杂化膜材料，其特征在于：所述半导体量子片为过渡金属铟或钼的氧化物。
9.根据权利要求6所述半导体量子片杂化膜材料，其特征在于：所述LDHs纳米片是由含有二价金属离子M1和三价金属离子M2的层状双金属氢氧化物经剥离制得的纳米片，其中金属离子M1为Mg2+、Zn2+、Ni2+中的一种或多种的组合，金属离子M2为Al3+和In3+中的一种或两者的组合。
10.根据权利要求6所述半导体量子片杂化膜材料的应用，其特征在于：作为红外低发射率材料。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109911939A (zh) * 2019-03-21 2019-06-21 上海交通大学 一种基于二维量子片的密堆积薄膜的制备方法
CN114773690A (zh) * 2022-03-23 2022-07-22 上海交通大学 有机大分子修饰的二维纳米片复合材料及其制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102876287A (zh) * 2012-10-17 2013-01-16 东南大学 一种自组装叠层红外膜材料及其制备方法
CN103525363A (zh) * 2013-09-30 2014-01-22 东南大学 一种核壳型红外复合材料及其制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102876287A (zh) * 2012-10-17 2013-01-16 东南大学 一种自组装叠层红外膜材料及其制备方法
CN103525363A (zh) * 2013-09-30 2014-01-22 东南大学 一种核壳型红外复合材料及其制备方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109911939A (zh) * 2019-03-21 2019-06-21 上海交通大学 一种基于二维量子片的密堆积薄膜的制备方法
CN109911939B (zh) * 2019-03-21 2020-07-14 上海交通大学 一种基于二维量子片的密堆积薄膜的制备方法
CN114773690A (zh) * 2022-03-23 2022-07-22 上海交通大学 有机大分子修饰的二维纳米片复合材料及其制备方法
CN114773690B (zh) * 2022-03-23 2023-02-07 上海交通大学 有机大分子修饰的二维纳米片复合材料及其制备方法

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