CN112647056A - 一种基于纳米粒子修饰的金刚石薄膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于纳米粒子修饰的金刚石薄膜及其制备方法。所述纳米粒子修饰的金刚石薄膜以硅基材料、金属材料或者复合材料为基底，在基底上表面溅射金属Ni作为过渡层；在过渡层表面通过化学气相沉积法，合理优化氢气、氩气和甲烷气体的流量、气体压强、基底温度、沉积时间，使膜基上的附着力增强。最后对制备的金刚石薄膜表面进行化学腐蚀，并涂覆纳米二氧化钛粒子，改善金刚石薄膜表面疏水性能和自清洁性能。本发明制备的金刚石薄膜可以，本发明制备的金刚石薄膜，可广泛应用于机械、工模具、刀具、汽车、电子、光学、装饰外观保护，如手表外壳、首饰配件、手机外壳等领域。

Description

一种基于纳米粒子修饰的金刚石薄膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及金刚石薄膜技术领域，具体为一种基于纳米粒子修饰的金刚石薄膜及其制备方法。
背景技术
金刚石薄膜具有优异的抛光性能，而纳米金刚石薄膜具有更光滑的表面和更低的摩擦系数，摩擦系数可小于0.05,采用纳米力学探针测量的显微硬度高达8000kg/mm2，几乎称得上“永不磨损”，因而纳米金刚石薄膜在电子学、摩擦磨损、微机电系统、场发射、光学以金刚石是具有优良的力学、电学、热学和光学等特性于一体的材料，如具有最大的杨氏模量，最高的热导率，最高的禁带宽度，最低的介电常数等。这些优异的物化特性使得金刚石在高科技领域具有广阔的应用前景。
目前，制备金刚石薄膜的工艺主要分为：(1)离子束沉积(IBD)，是指离子源生成的碳离子经质量分析磁场后单一价态的碳离子沉积在衬底上形成类金刚石薄膜，可获得大离子电流、排气能力强,可排除含氢的所有气体。(2)溅射沉积(RFS and MS)，是指利用射频振荡或磁场激发的氢离子轰击固体石墨靶，形成溅射碳原子(或离子)，从而在基材表面沉积类金刚石薄膜，这种方法的特点是沉积离子的能量范围宽。主要包括直流溅射、射频溅射和磁控溅射三种具体形式；(3)脉冲激光沉积(PLD)，是指脉冲激光束通过聚焦透镜和石英窗口引入空积腔后，投射在旋转的石墨靶上，在高能量密度的激光作用下形成激光等离子体放电，并且产生的碳离子有1keV量级的能量，在基体上形成sp3键的四配位结构，最终形成类金刚石薄膜。沉积速率高，可以获得高sp3含量的无氢类金刚石薄膜，但耗能高、沉积面积小；(4)直接光化学气相沉积(DPCVD)，是利用光子促进气体的分解来沉积类金刚石薄膜。成膜时无高能粒子辐射等问题，基片温度可降的很低，因而在低温成膜方面比较有优势；(5)化学气相沉积(PECVD)，是指通过低气压等离子体放电使气体碳源分解生成各种含碳的中性或离子基团(如CH3、CH2、CH+等)和氢，并在基片负偏压的作用下使含碳基团轰击、吸附在基片表面，同时原子氢对结构中sp2碳成分产生刻蚀作用,从而形成由sp2和sp3碳混杂结构的氢化类金刚石薄膜。该方法提高了原料气体的分解率，降低了沉积温度，而且可以通过改变沉积参数来获得所需质量的薄膜。
采用气相沉积法制备的金刚石薄膜与基底间的结合力较低，这一直是限制金刚石薄膜应用的一个瓶颈。本发明为了解决金刚石薄膜与基底间的结合力和附着力差的问题，提供了一种基于纳米粒子修饰的金刚石薄膜及其制备方法，以便金刚石薄膜得到更多更广的应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于纳米粒子修饰的金刚石薄膜及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于纳米粒子修饰的金刚石薄膜，所述金刚石薄膜包括基底、纳米粒子层；所述基底与纳米粒子层之间依次设置有过渡层、金刚石薄膜层；所述过渡层位于基底表面，所述金刚石薄膜层位于过渡层表面。
进一步的，所述基底为硅基或金属材料。
进一步的，所述过渡层主要由金属Ni溅射形成。
进一步的，所述纳米粒子层主要由纳米二氧化钛、苯胺、FeSO4·7H2O组成。
一种基于纳米粒子修饰的金刚石薄膜的制备方法，包括以下步骤，
(1)金刚石微粉处理：
(2)基底处理：
(3)制备过渡层：
(4)制备金刚石薄膜层；
(5)制备金刚石薄膜成品。
进一步的，所述的一种基于纳米粒子修饰的金刚石薄膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤，
(1)金刚石微粉处理：向金刚石微粉加入到质量浓度为25％的氨水，超声震荡，静置1-2h，无水乙醇溶液洗涤，温度为55-60℃条件下烘干，得到表面氨基化的金刚石微粉；将表面氨基化的金刚石微粉溶解于镀银液中，搅拌，温度为45-50℃条件下，反应，滴加硫酸铵，搅拌，反应，过滤，无水乙醇洗涤，温度为55-60℃条件下烘干，加入丙酮溶液，配制成质量浓度为10％的金刚石微粉丙酮溶液；
(2)基底处理：先对基底的表面进行抛光后，在丙酮溶液中超声清洗10～25min，再以去离子水清洗，然后再在浓度为10％的稀酸溶液中浸泡6～8h，最后用去离子水清洗；
(3)制备过渡层：用磁控溅射仪在基底的抛光面上溅射金属Ni制成过渡层，溅射沉积条件为：溅射电流0.8～1A，溅射温度300～320℃，溅射沉积时间为15～20min，氩气流量35～40sccm；得到过渡层；
(4)制备金刚石薄膜层；将步骤(3)制得的过渡层加入金刚石微粉丙酮溶液中，静置25-30min，取出放置于MPCVD设备中，通入氢气处理；通入甲烷沉积处理；依次通入氩气、甲烷、氢气沉积处理，关闭MPCVD设备，自然冷却至室温，制得金刚石薄膜层；
(5)制备金刚石薄膜成品；在步骤(3)制备的金刚石薄膜层表面浸入化学刻蚀液中刻蚀，表面负载聚苯胺，涂覆纳米二氧化钛，形成纳米粒子层，金刚石薄膜成品制备完成。
进一步的，一种基于纳米粒子修饰的金刚石薄膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤，
(1)金刚石微粉处理：向金刚石微粉加入到质量浓度为25％的氨水，超声震荡，静置1-2h，无水乙醇溶液洗涤，温度为55-60℃条件下烘干，得到表面氨基化的金刚石微粉；将表面氨基化的金刚石微粉溶解于镀银液中，搅拌，温度为45-50℃条件下，反应15-25min，滴加硫酸铵，搅拌，反应5-7min，过滤，无水乙醇洗涤，温度为55-60℃条件下烘干，加入丙酮溶液，配制成质量浓度为10％的金刚石微粉丙酮溶液；
(2)基底处理：先对基底的表面进行抛光后，在丙酮溶液中超声清洗10～25min，再以去离子水清洗5～10min，然后再在浓度为10％的稀酸溶液中浸泡6～8h，最后用去离子水清洗；
(3)制备过渡层：用磁控溅射仪在基底的抛光面上溅射金属Ni制成过渡层，溅射沉积条件为：溅射电流0.8～1A，溅射温度300～320℃，溅射沉积时间为15～20min，氩气流量35～40sccm；得到Ni过渡层；
(4)制备金刚石薄膜层；将步骤(3)制得的过渡层加入金刚石微粉丙酮溶液中，静置25-30min，取出，放置于MPCVD设备中，气体压强6.3～6.5KPa，基底温度780～830℃，氢气流量90～97sccm，处理时间30～35min；通入甲烷，流量为2～5sccm，沉积时间60～70min；依次通入氩气、甲烷、氢气，氩气流量35～40sccm，甲烷流量1.4～1.7sccm，氢气流量2～4sccm，气体压强12～14KPa，沉积时间180～210min；保持基底温度780～830℃，气体压强6.3～6.7KPa，氢气流量87～95sccm，15～20min后，关闭MPCVD设备，自然冷却至室温，制得金刚石薄膜层；
(5)制备金刚石薄膜成品；在步骤(3)制备的金刚石薄膜层表面浸入化学刻蚀液中，浸润3-5min，去离子水洗净，烘干；将金刚石薄膜浸入苯胺溶液中，超声震荡40-60min,加入FeSO4·7H2O、双氧水，静置10-20min，取出金刚石薄膜，自然晾干，涂覆纳米二氧化钛，形成纳米粒子层，金刚石薄膜成品制备完成。
进一步的，所述镀银液由硝酸银5g/l、PEG-1000 0.05g/l、十二烷基硫酸钠0.02g/l、氧化镧0.02g/l组成。
进一步的，所述步骤(2)中稀酸溶液由氢氟酸和硫酸混合组成，所述氢氟酸和硫酸的质量比为1.2-1.5：1。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明制备了一种基于纳米粒子修饰的金刚石薄膜及其制备方法，本发明利用化学气相沉积法制备金刚石薄膜，通过设置金属Ni过渡层，提高了膜和基体的粘附力，最后在金刚石薄膜的表面涂覆纳米二氧化钛粒子，提高了金刚石薄膜的表面疏水和自清洁性能。首先，对金刚石微粉进行预处理，采用硝酸银、PEG-1000、十二烷基硫酸钠、氧化镧0.02g/l组成的镀银溶液，对金刚石微粉表面进行镀银处理，镀银处理后的金刚石薄膜层与过渡层的粘附力，会进一步增强，因此金属银与金属Ni两者的固溶性优异，因此在金刚石微粉表面镀银处理，会使金刚石薄膜层中的金属银与过渡层的Ni相互之间作用力更大，粘结更紧密。另外，金刚石薄膜在沉积制备过程中，当温度达到800℃以上，金刚石有石墨化的趋势，局部会有少量CO2的生成，CO2的生成会导致金刚石膜中出现大小不均的气孔，从而影响金刚石膜的性能和外观；而本发明在金刚石微粉镀银阶段，选取氧化镧作为镀银液的组分，一方面可以促进金刚石微粉快速均匀镀银，另一方面氧化镧可以吸收大量的CO2,故而保护金刚石薄膜在制备过程中不收到CO2气体的影响。目前，金刚石薄膜在装饰材料领域的应用也越来越多，但金刚石薄面表面易残留指纹、水渍、污渍时，则会影响到装饰材料的美观度。而本发明为了改善这一问题，在金刚石薄膜生成后，采用化学腐蚀法，对金刚石薄膜表面进行化学腐蚀，使其表面有一定粗糙度，进一步用苯胺溶液对其处理，在金刚石薄膜表面负载聚苯胺；最后再涂覆一层纳米二氧化钛涂层；纳米二氧化钛涂层优异的自清洁能力，纳米二氧化钛分子表面的羟基可与苯胺分子中的氨基通过键合连接，增大金刚石薄膜与纳米二氧化钛涂层之间的粘附力；因此达到金刚石薄膜自清洁，疏水的目的。本发明制备的金刚石薄膜，可广泛应用于机械、工模具、刀具、汽车、电子、光学、装饰外观保护，如手表外壳、首饰配件、手机外壳等领域。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
(1)金刚石微粉处理：向金刚石微粉加入到质量浓度为25％的氨水，超声震荡，静置1h，无水乙醇溶液洗涤，温度为55℃条件下烘干，得到表面氨基化的金刚石微粉；将表面氨基化的金刚石微粉溶解于镀银液中，搅拌，温度为45℃条件下，反应15min，滴加硫酸铵，搅拌，反应5min，过滤，无水乙醇洗涤，温度为55℃条件下烘干，加入丙酮溶液，配制成质量浓度为10％的金刚石微粉丙酮溶液；
(2)基底处理：先对铜箔基底的表面进行抛光后，在丙酮溶液中超声清洗10min，再以去离子水清洗5min，然后再在浓度为10％的稀酸溶液中浸泡6h，最后用去离子水清洗；
(3)制备过渡层：用磁控溅射仪在基底的抛光面上溅射金属Ni制成过渡层，溅射沉积条件为：溅射电流0.8A，溅射温度300℃，溅射沉积时间为15min，氩气流量35sccm；得到Ni过渡层；
(4)制备金刚石薄膜层；将步骤(3)制得的过渡层加入金刚石微粉丙酮溶液中，静置25min，取出，放置于MPCVD设备中，气体压强6.3KPa，基底温度780℃，氢气流量90sccm，处理时间30min；通入甲烷，流量为2sccm，沉积时间60min；依次通入氩气、甲烷、氢气，氩气流量35sccm，甲烷流量1.4sccm，氢气流量2sccm，气体压强12KPa，沉积时间180min；保持基底温度780℃，气体压强6.3KPa，氢气流量87sccm，15min后，关闭MPCVD设备，自然冷却至室温，制得金刚石薄膜层；
(5)制备金刚石薄膜成品；在步骤(3)制备的金刚石薄膜层表面浸入化学刻蚀液中，浸润3min，去离子水洗净，烘干；将金刚石薄膜浸入苯胺溶液中，超声震荡40min,加入FeSO4·7H2O、双氧水，静置10min，取出金刚石薄膜，自然晾干，涂覆纳米二氧化钛，形成纳米粒子层，金刚石薄膜成品制备完成。
其中，镀银液由硝酸银5g/l、PEG-1000 0.05g/l、十二烷基硫酸钠0.02g/l、氧化镧0.02g/l组成。步骤(2)中稀酸溶液由氢氟酸和硫酸混合组成，所述氢氟酸和硫酸的质量比为1.2：1。
实施例2
(1)金刚石微粉处理：向金刚石微粉加入到质量浓度为25％的氨水，超声震荡，静置1.5h，无水乙醇溶液洗涤，温度为57℃条件下烘干，得到表面氨基化的金刚石微粉；将表面氨基化的金刚石微粉溶解于镀银液中，搅拌，温度为48℃条件下，反应20min，滴加硫酸铵，搅拌，反应6min，过滤，无水乙醇洗涤，温度为58℃条件下烘干，加入丙酮溶液，配制成质量浓度为10％的金刚石微粉丙酮溶液；
(2)基底处理：先对铜箔基底的表面进行抛光后，在丙酮溶液中超声清洗21min，再以去离子水清洗7min，然后再在浓度为10％的稀酸溶液中浸泡7h，最后用去离子水清洗；
(3)制备过渡层：用磁控溅射仪在基底的抛光面上溅射金属Ni制成过渡层，溅射沉积条件为：溅射电流0.9A，溅射温度310℃，溅射沉积时间为17min，氩气流量35～40sccm；得到Ni过渡层；
(4)制备金刚石薄膜层；将步骤(3)制得的过渡层加入金刚石微粉丙酮溶液中，静置26min，取出，放置于MPCVD设备中，气体压强6.4KPa，基底温度800℃，氢气流量95sccm，处理时间33min；通入甲烷，流量为3sccm，沉积时间65min；依次通入氩气、甲烷、氢气，氩气流量37sccm，甲烷流量1.5sccm，氢气流量3sccm，气体压强13KPa，沉积时间200min；保持基底温度800℃，气体压强6.3～6.7KPa，氢气流量90sccm，17min后，关闭MPCVD设备，自然冷却至室温，制得金刚石薄膜层；
(5)制备金刚石薄膜成品；在步骤(3)制备的金刚石薄膜层表面浸入化学刻蚀液中，浸润4min，去离子水洗净，烘干；将金刚石薄膜浸入苯胺溶液中，超声震荡47min,加入FeSO4·7H2O、双氧水，静置13min，取出金刚石薄膜，自然晾干，涂覆纳米二氧化钛，形成纳米粒子层，金刚石薄膜成品制备完成。
其中，镀银液由硝酸银5g/l、PEG-1000 0.05g/l、十二烷基硫酸钠0.02g/l、氧化镧0.02g/l组成。步骤(2)中稀酸溶液由氢氟酸和硫酸混合组成，所述氢氟酸和硫酸的质量比为1.4：1。
实施例3
(1)金刚石微粉处理：向金刚石微粉加入到质量浓度为25％的氨水，超声震荡，静置2h，无水乙醇溶液洗涤，温度为60℃条件下烘干，得到表面氨基化的金刚石微粉；将表面氨基化的金刚石微粉溶解于镀银液中，搅拌，温度为50℃条件下，反应25min，滴加硫酸铵，搅拌，反应7min，过滤，无水乙醇洗涤，温度为60℃条件下烘干，加入丙酮溶液，配制成质量浓度为10％的金刚石微粉丙酮溶液；
(2)基底处理：先对单晶硅基底的表面进行抛光后，在丙酮溶液中超声清洗25min，再以去离子水清洗10min，然后再在浓度为10％的稀酸溶液中浸泡8h，最后用去离子水清洗；
(3)制备过渡层：用磁控溅射仪在基底的抛光面上溅射金属Ni制成过渡层，溅射沉积条件为：溅射电流1A，溅射温度320℃，溅射沉积时间为20min，氩气流量40sccm；得到Ni过渡层；
(4)制备金刚石薄膜层；将步骤(3)制得的过渡层加入金刚石微粉丙酮溶液中，静置30min，取出，放置于MPCVD设备中，气体压强6.5KPa，基底温度830℃，氢气流量97sccm，处理时间35min；通入甲烷，流量为5sccm，沉积时间70min；依次通入氩气、甲烷、氢气，氩气流量40sccm，甲烷流量1.7sccm，氢气流量4sccm，气体压强14KPa，沉积时间210min；保持基底温度830℃，气体压强6.7KPa，氢气流量95sccm，20min后，关闭MPCVD设备，自然冷却至室温，制得金刚石薄膜层；
(5)制备金刚石薄膜成品；在步骤(3)制备的金刚石薄膜层表面浸入化学刻蚀液中，浸润5min，去离子水洗净，烘干；将金刚石薄膜浸入苯胺溶液中，超声震荡60min,加入FeSO4·7H2O、双氧水，静置20min，取出金刚石薄膜，自然晾干，涂覆纳米二氧化钛，形成纳米粒子层，金刚石薄膜成品制备完成。
其中，镀银液由硝酸银5g/l、PEG-1000 0.05g/l、十二烷基硫酸钠0.02g/l、氧化镧0.02g/l组成。步骤(2)中稀酸溶液由氢氟酸和硫酸混合组成，所述氢氟酸和硫酸的质量比为1.5：1。
对比例1
(1)金刚石微粉处理：向金刚石微粉加入到质量浓度为25％的氨水，超声震荡，静置2h，无水乙醇溶液洗涤，温度为60℃条件下烘干，得到表面氨基化的金刚石微粉；将表面氨基化的金刚石微粉溶解于镀银液中，搅拌，温度为50℃条件下，反应25min，滴加硫酸铵，搅拌，反应7min，过滤，无水乙醇洗涤，温度为60℃条件下烘干，加入丙酮溶液，配制成质量浓度为10％的金刚石微粉丙酮溶液；
(2)基底处理：先对单晶硅基底的表面进行抛光后，在丙酮溶液中超声清洗25min，再以去离子水清洗10min，然后再在浓度为10％的稀酸溶液中浸泡8h，最后用去离子水清洗；
(3)制备过渡层：用磁控溅射仪在基底的抛光面上溅射金属Ni制成过渡层，溅射沉积条件为：溅射电流1A，溅射温度320℃，溅射沉积时间为20min，氩气流量40sccm；得到Ni过渡层；
(4)制备金刚石薄膜层；将步骤(3)制得的过渡层加入金刚石微粉丙酮溶液中，静置30min，取出，放置于MPCVD设备中，气体压强6.5KPa，基底温度830℃，氢气流量97sccm，处理时间35min；通入甲烷，流量为5sccm，沉积时间70min；依次通入氩气、甲烷、氢气，氩气流量40sccm，甲烷流量1.7sccm，氢气流量4sccm，气体压强14KPa，沉积时间210min；保持基底温度830℃，气体压强6.7KPa，氢气流量95sccm，20min后，关闭MPCVD设备，自然冷却至室温，制得金刚石薄膜层；
其中，镀银液由硝酸银5g/l、PEG-1000 0.05g/l、十二烷基硫酸钠0.02g/l、氧化镧0.02g/l组成。步骤(2)中稀酸溶液由氢氟酸和硫酸混合组成，所述氢氟酸和硫酸的质量比为1.5：1。
与实施例3相比，金刚石薄膜表面未进行涂层处理，其余内容与实施例3相同。
对比例2
(1)基底处理：先对单晶硅基底的表面进行抛光后，在丙酮溶液中超声清洗25min，再以去离子水清洗10min，然后再在浓度为10％的稀酸溶液中浸泡8h，最后用去离子水清洗；
(3)制备过渡层：用磁控溅射仪在基底的抛光面上溅射金属Ni制成过渡层，溅射沉积条件为：溅射电流1A，溅射温度320℃，溅射沉积时间为20min，氩气流量40sccm；得到Ni过渡层；
(4)制备金刚石薄膜层；将步骤(3)制得的过渡层加入金刚石微粉丙酮溶液中，静置30min，取出，放置于MPCVD设备中，气体压强6.5KPa，基底温度830℃，氢气流量97sccm，处理时间35min；通入甲烷，流量为5sccm，沉积时间70min；依次通入氩气、甲烷、氢气，氩气流量40sccm，甲烷流量1.7sccm，氢气流量4sccm，气体压强14KPa，沉积时间210min；保持基底温度830℃，气体压强6.7KPa，氢气流量95sccm，20min后，关闭MPCVD设备，自然冷却至室温，制得金刚石薄膜层；
(5)制备金刚石薄膜成品；在步骤(3)制备的金刚石薄膜层表面浸入化学刻蚀液中，浸润5min，去离子水洗净，烘干；将金刚石薄膜浸入苯胺溶液中，超声震荡60min,加入FeSO4·7H2O、双氧水，静置20min，取出金刚石薄膜，自然晾干，涂覆纳米二氧化钛，形成纳米粒子层，金刚石薄膜成品制备完成。
其中，镀银液由硝酸银5g/l、PEG-1000 0.05g/l、十二烷基硫酸钠0.02g/l、氧化镧0.02g/l组成。步骤(2)中稀酸溶液由氢氟酸和硫酸混合组成，所述氢氟酸和硫酸的质量比为1.5：1。
对比例2与实施例3相比，在制备过程中，金刚石微粉未做镀银处理，其余内容与实施例3相同。
效果例
取实施例1-3制备的金刚石薄膜，检测每组金刚石薄膜与水的接触角，检测数据见下表1：采用拉力计沿垂直于金刚石薄膜的方向向上提拉，根据金刚石薄膜的截面积和拉力计所测拉力值计算出抗拉强度。
实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2
与水接触角° 127.5 128.1 128.8 103.7 127.2
抗拉强度MPa 116.7 118.2 118.7 117.4 109.5
表1
由表1数据可知，实施例1-3为本发明制备的金刚石薄膜，表面经化学腐蚀后，涂覆纳米二氧化钛层，可改善金刚石薄膜的疏水和自清洁性能。对比例1中制备的金刚石薄膜未涂覆纳米二氧化钛涂层，其与水接触角为103.7°，与实施例1-3相比，金刚石薄膜的疏水性能较差。另外，实施例1-3制备的金刚石薄膜的抗拉强度达到116-118MPa，对比例2中，金刚石微粉未做镀银处理，与金属Ni过渡层的附着力与实施例3相比略，因此导致制备的金刚石薄膜的抗拉强度低于实施例3。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于纳米粒子修饰的金刚石薄膜，其特征在于；所述金刚石薄膜包括基底、纳米粒子层；所述基底与纳米粒子层之间依次设置有过渡层、金刚石薄膜层；所述过渡层位于基底表面，所述金刚石薄膜层位于过渡层表面。
2.根据权利要求1所述的一种基于纳米粒子修饰的金刚石薄膜，其特征在于：所述基底为硅基或金属材料。
3.根据权利要求1所述的一种基于纳米粒子修饰的金刚石薄膜，其特征在于：所述过渡层主要由金属Ni溅射形成。
4.根据权利要求1所述的一种基于纳米粒子修饰的金刚石薄膜，其特征在于：所述纳米粒子层主要由纳米二氧化钛、苯胺、FeSO4·7H2O组成。
5.一种基于纳米粒子修饰的金刚石薄膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤，
(1)金刚石微粉处理：
(2)基底处理：
(3)制备过渡层：
(4)制备金刚石薄膜层；
(5)制备金刚石薄膜成品。
6.根据权利要求5所述的一种基于纳米粒子修饰的金刚石薄膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤，
(1)金刚石微粉处理：向金刚石微粉加入到质量浓度为25％的氨水，超声震荡，静置1-2h，无水乙醇溶液洗涤，温度为55-60℃条件下烘干，得到表面氨基化的金刚石微粉；将表面氨基化的金刚石微粉溶解于镀银液中，搅拌，温度为45-50℃条件下，反应，滴加硫酸铵，搅拌，反应，过滤，无水乙醇洗涤，温度为55-60℃条件下烘干，加入丙酮溶液，配制成质量浓度为10％的金刚石微粉丙酮溶液；
(2)基底处理：先对基底的表面进行抛光后，在丙酮溶液中超声清洗10～25min，再以去离子水清洗，然后再在浓度为10％的稀酸溶液中浸泡6～8h，最后用去离子水清洗；
(3)制备过渡层：用磁控溅射仪在基底的抛光面上溅射金属Ni制成过渡层，溅射沉积条件为：溅射电流0.8～1A，溅射温度300～320℃，溅射沉积时间为15～20min，氩气流量35～40sccm；得到过渡层；
(4)制备金刚石薄膜层；将步骤(3)制得的过渡层加入金刚石微粉丙酮溶液中，静置25-30min，取出放置于MPCVD设备中，通入氢气处理；通入甲烷沉积处理；依次通入氩气、甲烷、氢气沉积处理，关闭MPCVD设备，自然冷却至室温，制得金刚石薄膜层；
(5)制备金刚石薄膜成品；在步骤(3)制备的金刚石薄膜层表面浸入化学刻蚀液中刻蚀，表面负载聚苯胺，涂覆纳米二氧化钛，形成纳米粒子层，金刚石薄膜成品制备完成。
7.根据权利要求6所述的一种基于纳米粒子修饰的金刚石薄膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤，
(1)金刚石微粉处理：向金刚石微粉加入到质量浓度为25％的氨水，超声震荡，静置1-2h，无水乙醇溶液洗涤，温度为55-60℃条件下烘干，得到表面氨基化的金刚石微粉；将表面氨基化的金刚石微粉溶解于镀银液中，搅拌，温度为45-50℃条件下，反应15-25min，滴加硫酸铵，搅拌，反应5-7min，过滤，无水乙醇洗涤，温度为55-60℃条件下烘干，加入丙酮溶液，配制成质量浓度为10％的金刚石微粉丙酮溶液；
(2)基底处理：先对基底的表面进行抛光后，在丙酮溶液中超声清洗10～25min，再以去离子水清洗5～10min，然后再在浓度为10％的稀酸溶液中浸泡6～8h，最后用去离子水清洗；
(3)制备过渡层：用磁控溅射仪在基底的抛光面上溅射金属Ni制成过渡层，溅射沉积条件为：溅射电流0.8～1A，溅射温度300～320℃，溅射沉积时间为15～20min，氩气流量35～40sccm；得到Ni过渡层；
(4)制备金刚石薄膜层；将步骤(3)制得的过渡层加入金刚石微粉丙酮溶液中，静置25-30min，取出，放置于MPCVD设备中，气体压强6.3～6.5KPa，基底温度780～830℃，氢气流量90～97sccm，处理时间30～35min；通入甲烷，流量为2～5sccm，沉积时间60～70min；依次通入氩气、甲烷、氢气，氩气流量35～40sccm，甲烷流量1.4～1.7sccm，氢气流量2～4sccm，气体压强12～14KPa，沉积时间180～210min；保持基底温度780～830℃，气体压强6.3～6.7KPa，氢气流量87～95sccm，15～20min后，关闭MPCVD设备，自然冷却至室温，制得金刚石薄膜层；
(5)制备金刚石薄膜成品；在步骤(3)制备的金刚石薄膜层表面浸入化学刻蚀液中，浸润3-5min，去离子水洗净，烘干；将金刚石薄膜浸入苯胺溶液中，超声震荡40-60min,加入FeSO4·7H2O、双氧水，静置10-20min，取出金刚石薄膜，自然晾干，涂覆纳米二氧化钛，形成纳米粒子层，金刚石薄膜成品制备完成。
8.根据权利要求7所述的一种基于纳米粒子修饰的金刚石薄膜的制备方法，其特征在于，所述镀银液由硝酸银5g/l、PEG-1000 0.05g/l、十二烷基硫酸钠0.02g/l、氧化镧0.02g/l组成。
9.根据权利要求7所述的一种基于纳米粒子修饰的金刚石薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中稀酸溶液由氢氟酸和硫酸混合组成，所述氢氟酸和硫酸的质量比为1.2-1.5：1。
10.根据权利要求7所述的一种基于纳米粒子修饰的金刚石薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中化学刻蚀液由氢氟酸、盐酸、双氧水混合组成，所述氢氟酸、盐酸、双氧水的质量比为1:1.5:2。
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