CN111962070B - 一种无机盐纳米薄膜的制备方法以及由此得到的无机盐纳米薄膜 - Google Patents

一种无机盐纳米薄膜的制备方法以及由此得到的无机盐纳米薄膜 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种无机盐纳米薄膜的制备方法，其包括如下步骤：S1，在基底的表面上制备无机盐纳米颗粒，其中，基底为疏水性基底；S2，将水滴加到基底的表面，通过水降低无机盐纳米颗粒中离子键的强度，去除水滴后，通过无机盐纳米颗粒中的阳离子和π键相互作用将无机盐离子吸附在基底表面，从而在基底的表面形成无机盐纳米薄膜。本发明还涉及由此得到的无机盐纳米薄膜，其具有纳米厚度。根据本发明的无机盐纳米薄膜的制备方法，步骤简单且成本低廉。

Description

一种无机盐纳米薄膜的制备方法以及由此得到的无机盐纳米 薄膜
技术领域
本发明涉及纳米薄膜，更具体地涉及一种无机盐纳米薄膜的制备方法以及由此得到的无机盐纳米薄膜。
背景技术
随着科学技术的进步，薄膜技术向更精细的纳米尺度上不断发展。纳米尺度的无机盐纳米薄膜具有优异的光学、电学、磁学等物理性质，在能量储存、信息存储、自旋电子器件等新型材料方面具有很多潜在的应用价值[Journal of Semiconductors,(2019)40,071903；Applied Physics Letters,(2004)84,5261]。
目前，制备无机盐纳米薄膜的方法，主要有脉冲激光沉积法、磁控溅射法、化学气相沉积、分子束外延生长等等。脉冲激光沉积法是利用激光对物体进行轰击，然后将轰击出来的物质沉淀在不同的衬底上，得到薄膜。磁控溅射法是指将靶材表面原子溅射出来沉积在基底表面上形成薄膜。化学气相沉积主要是利用含有薄膜元素的一种或几种气相单质或化合物，在衬底上进行化学反应生成薄膜。分子束外延生长是指在适当的衬底与合适的条件下，沿着衬底材料的晶轴方向逐层生长薄膜。但是，这些方法制作过程都是比较复杂并且成本较高。
发明内容
为了解决上述现有技术中的无机盐纳米薄膜的制备方法复杂且成本较高的问题，本发明提供一种无机盐纳米薄膜的制备方法以及由此得到的无机盐纳米薄膜。
根据本发明的一个方面，无机盐纳米薄膜的制备方法包括如下步骤：S1，在基底的表面上制备无机盐纳米颗粒，其中，基底为疏水性基底；S2，将水滴加到基底的表面，通过水降低无机盐纳米颗粒中离子键的强度，去除水滴后，通过无机盐纳米颗粒中的阳离子和π键相互作用将无机盐离子吸附在基底表面，从而在基底的表面形成无机盐纳米薄膜。应该理解，滴加的水作为介质，增加无机盐纳米颗粒中离子之间的键长，无机盐离子与基底之间的相互作用力将无机盐平铺在基底的表面上形成薄膜。
优选地，所述步骤S1具体为：将水溶性无机盐置于石英坩埚中，加热使水溶性无机盐熔融成为液态；加热基底；用玻璃棒沾取熔融的水溶性无机盐液滴，在基底的表面滚动并引导液滴离开基底，置于常温处冷却后，基底的表面上形成无机盐纳米颗粒。应该理解，无机盐纳米颗粒也可以通过其他已知的方法在基底的表面上形成。更优选地，无机盐纳米颗粒的尺寸在10nm以内。
优选地，水溶性无机盐为碱金属硝酸盐。应该理解，水溶性无机盐可以是纯盐也可以为混合盐。
优选地，碱金属硝酸盐为NaNO3或KNO3。应该理解，这里的硝酸钠或硝酸钾仅作为示例而非限制。
优选地，基底为新鲜解离的高定向热解石墨(HOPG)。应该理解，基底为与无机盐不浸润的表面平整的样品。
优选地，新鲜解离的HOPG由一层一层的石墨烯堆叠而成并具有台阶，台阶处有凝结核，无机盐纳米颗粒借助于凝结核形成于该台阶处。
优选地，所述步骤S2包括：将表面带有无机盐纳米颗粒的基底倾斜使水滴滚落或吹去水滴后，在基底的表面形成无机盐纳米薄膜。在一个优选的实施例中，利用镊子夹着基底使其倾斜45度使水滴滚落。在另一个优选的实施例中，用洗耳球鼓气以吹去水滴。
优选地，带有无机盐纳米颗粒的基底首先被置于平面上，在滴水后通过倾斜去除水滴，然后又被置于平面上形成无机盐纳米薄膜。
优选地，所述步骤S2包括：用胶头滴管或移液枪将水滴加到基底的表面。在一个优选的实施例中，水为去离子水。
根据本发明的另一个方面，通过上述制备方法得到的无机盐纳米薄膜具有纳米厚度。优选地，无机盐纳米薄膜的厚度介于0.1-2nm之间。更优选地，无机盐纳米薄膜的厚度介于0.7-0.9nm之间。在优选的实施例中，无机盐纳米薄膜的厚度介于0.75-0.81nm之间。
根据本发明的无机盐纳米薄膜的制备方法，步骤简单且成本低廉，为无机盐纳米薄膜在各种科学技术领域中的潜在应用及发展提供更多的可能性。由此得到的无机盐纳米薄膜，可应用于各种科学技术领域，具体而言，可应用于能量储存、信息存储、自旋电子器件等新型电子器件领域中。
附图说明
图1a是根据本发明的实施例1的HOPG表面形成的NaNO3纳米薄膜的原子力显微镜(AFM)图；
图1b是图1a的虚线框中白线处对应的高度图；
图2a是根据本发明的实施例2的HOPG表面形成的KNO3纳米薄膜的原子力显微镜图；
图2b是图2a的虚线框中白线处对应的高度图。
具体实施方式
下面结合附图，给出本发明的较佳实施例，并予以详细描述。
实施例1
将NaNO3粉末置于石英坩埚中，置于加热台进行加热，使NaNO3熔融成为液态。同时将新鲜解离的HOPG置于加热台上进行加热。用玻璃棒沾取熔融的NaNO3液滴，在HOPG表面滚动并引导液滴离开HOPG表面。将HOPG样品置于常温处冷却后，HOPG表面台阶处形成大量的纳米级熔盐颗粒。
将表面带有熔盐纳米颗粒的HOPG置于常温处，用胶头滴管在表面滴去离子水，30秒后用镊子夹紧HOPG样品，倾斜45°，使表面的去离子水液滴滚落，离开样品表面。采用原子力显微镜(AFM)观察NaNO3盐的在HOPG表面的形貌，如图1a所示。表面形成较多的小片层的薄膜。图1a中白线处对应的高度如图1b所示，高度约为0.75nm，高度低于1nm，处于原子级别，使薄膜呈现二维的一个原子层的存在形式。从而说明，在HOPG表面形成了纳米厚度的NaNO3盐薄膜。
实施例2
将KNO3粉末置于石英坩埚中，置于加热台进行加热，使KNO3熔融成为液态。同时将新鲜解离的HOPG置于加热台上进行加热。用玻璃棒沾取熔融的KNO3液滴，在HOPG表面滚动并引导液滴离开HOPG表面。将HOPG样品置于常温处冷却后，HOPG表面台阶处形成大量的纳米级熔盐颗粒。
将表面带有熔盐纳米颗粒的HOPG置于常温处，用移液枪在表面滴100μL去离子水，30s后用镊子夹紧HOPG样品，倾斜45°，使表面的去离子水液滴滚落，离开样品表面，用洗耳球沿液体滚落反方向鼓风20-30s。采用原子力显微镜(AFM)观察KNO3盐的在HOPG表面的形貌，如图2a所示。表面形成小片层的薄膜。图2a中白线处对应的高度如图2b所示，高度约为0.81nm，高度低于1nm，处于原子级别，是薄膜呈现二维的一个原子层的存在形式。从而说明，在HOPG表面形成了纳米厚度的KNO3盐薄膜。
以上所述的，仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的范围，本发明的上述实施例还可以做出各种变化。即凡是依据本发明申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本发明专利的权利要求保护范围。本发明未详尽描述的均为常规技术内容。

Claims (9)

1.一种无机盐纳米薄膜的制备方法，其特征在于，该无机盐纳米薄膜的制备方法包括如下步骤：
S1，将水溶性无机盐置于石英坩埚中，加热使水溶性无机盐熔融成为液态；加热基底；用玻璃棒沾取熔融的水溶性无机盐液滴，在基底的表面滚动并引导液滴离开基底，置于常温处冷却后，基底的表面上形成无机盐纳米颗粒，其中，基底为疏水性基底；
S2，将水滴加到基底的表面，通过水降低无机盐纳米颗粒中离子键的强度，去除水滴后，通过无机盐纳米颗粒中的阳离子和π键相互作用将无机盐离子吸附在基底表面，从而在基底的表面形成无机盐纳米薄膜。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，水溶性无机盐为碱金属硝酸盐。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，碱金属硝酸盐为NaNO3或KNO3。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，基底为新鲜解离的HOPG。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，新鲜解离的HOPG由一层一层的石墨烯堆叠而成并具有台阶，台阶处有凝结核，无机盐纳米颗粒借助于凝结核形成于该台阶处。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2包括：将表面带有无机盐纳米颗粒的基底倾斜使水滴滚落或吹去水滴后，在基底的表面形成无机盐纳米薄膜。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，带有无机盐纳米颗粒的基底首先被置于平面上，在滴水后通过倾斜去除水滴，然后又被置于平面上形成无机盐纳米薄膜。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2包括：用胶头滴管或移液枪将水滴加到基底的表面。
9.一种根据权利要求1-8中任一项所述的制备方法得到的无机盐纳米薄膜，其特征在于，无机盐纳米薄膜具有纳米厚度。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6179783A (ja) * 1984-09-27 1986-04-23 Toyota Motor Corp 部材表面への黒鉛化層の形成方法
CN105131327A (zh) * 2015-09-07 2015-12-09 广东工业大学 一种可控孔径的多孔薄膜的制造方法
CN110092407A (zh) * 2019-04-11 2019-08-06 浙江大学 一种熔盐法制备金属氧化物或金属氢氧化物纳米薄膜材料的方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003260409A (ja) * 2002-03-08 2003-09-16 Fuji Photo Film Co Ltd ナノ粒子塗布物の製造方法
DE102006012906A1 (de) * 2006-03-10 2007-09-13 Itn Nanovation Ag Kristallinen Ablagerungen entgegenwirkende Schicht oder Beschichtung
CN101143708B (zh) * 2007-08-17 2010-04-14 中国科学技术大学 一种制备超薄二维石墨片的方法
CN102015529B (zh) * 2008-02-28 2014-04-30 巴斯夫欧洲公司 纳米石墨片和组合物
CN104099687B (zh) * 2013-04-10 2016-12-28 华为技术有限公司 一种石墨烯纤维及其制备方法
CN109231241B (zh) * 2018-10-22 2021-04-23 中国科学院上海应用物理研究所 一种盐纳米颗粒的制备方法
CN110591660A (zh) * 2019-09-21 2019-12-20 盐城增材科技有限公司 一种高效导热的复合氧化石墨烯薄膜的制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6179783A (ja) * 1984-09-27 1986-04-23 Toyota Motor Corp 部材表面への黒鉛化層の形成方法
CN105131327A (zh) * 2015-09-07 2015-12-09 广东工业大学 一种可控孔径的多孔薄膜的制造方法
CN110092407A (zh) * 2019-04-11 2019-08-06 浙江大学 一种熔盐法制备金属氧化物或金属氢氧化物纳米薄膜材料的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Molecular-scale Hydrophilicity Induced by Solute: Molecular-thick Charged Pancakes of Aqueous Salt Solution on Hydrophobic Carbon-based Surfaces;Guosheng Shi;《SCIENTIFIC REPORTS》;20141028;第1-5页 *

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