CN1315476A - 具有可逆性的超双亲性薄膜及其制法和用途 - Google Patents
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Abstract
本发明特别涉及具有可逆性的超双亲性薄膜及其制法和用途。将0.5~32mol的金属盐加入到70~98mol的有机溶剂中,超声波分散均匀,加入0.1~6mol稳定剂和0.01~1.63mol催化剂,制得透明溶胶,涂于基材表面,置于550~720℃的马氟炉中,保温0.05~1.5小时,得到透明薄膜,外场诱导10分钟~5小时后,得到摩尔含量为80~98%的TiO2纳米粒子和2~20%的金属氧化物纳米粒子组成的具有可逆性的超双亲性薄膜,经消除超双亲性效果的外场诱导,所述薄膜将失去超双亲性。
Description
本发明属于功能材料技术领域,特别是涉及具有可逆性的超双亲性(超亲水、超亲油)薄膜及其制法和用途。
PCT专利WO 92/29375(国际公开日1996年26日)提出首先用钛酸酯加酸水解方法合成出一种胶体,然后用此胶体制备紫外光照射激发的超亲水性的TiO2薄膜。超亲水性是指水在固体表面的接触角趋于零。但超亲水性效果维持时间短,性能不稳定。文献中所报道的超亲水性薄膜,其超亲水性离开紫外光源后在暗处只能维持十几小时,当在暗处存放的时间进一步延长时,超亲水性薄膜表面的水的接触角逐渐变大,会逐渐失去超亲水性效果。中国发明专利(申请号:98124417.3;公开号:CN1224036A)曾提出一种加入纳米无机化合物粒子的钛溶胶-凝胶涂料,利用该钛溶胶-凝胶制备的二氧化钛薄膜材料能在紫外光照射后达到高度亲水性,可用于玻璃、陶瓷等表面的防雾和自清洁。其中,无机化合物纳米粒子是直接加到钛溶胶中,由于纳米粒子均具有高的表面能和大的比表面积的共同特征,因此,纳米粒子极易发生凝结或团聚,进而引起纳米粒子在钛溶胶-凝胶涂料中分散不均和沉降的问题。
利用上述已有技术制出的薄膜存在的共同问题是:
(1)只具备超亲水性,不具备超亲油性,所以不具备超双亲性。超双亲性是指水和油(以十六烷为标准)在固体表面的接触角均趋于零,即薄膜表面同时具有超亲水性和超亲油性。
(2)诱导方式单一,可适用的场合少。文献报道的对超亲水薄膜的诱导激发方式只局限于紫外光照射,但在紫外光照射过程中,紫外光会对人体造成伤害,而且在许多使用场合都不适宜使用紫外光照射,因此,文献中的超亲水薄膜可适用的场合少。
(3)超亲水性不可控制,只能自然放置消除。在已有的文献报道中,紫外光照射使二氧化钛表面达到超亲水效果后,只能通过在暗处放置十几个小时以后才能使超亲水效果逐渐丧失。这样,使超亲水性薄膜只能局限于需要表面有持续超亲水性的场合,而不能应用于间歇性需要超亲水性的场合。
(4)对超亲水性薄膜的热处理温度低,都在550℃以下,而现有的玻璃生产线中,适于修饰超亲水薄膜的工艺步骤的温度均高于630℃,因此,已有的超亲水薄膜的制备工艺不适合现有的玻璃生产线,且所得到的超亲水薄膜的强度较低。
本发明的目的之一在于克服已有技术中超亲水性薄膜存在的性能不稳定、诱导方式单一、热处理温度低和纳米粒子极易发生凝结或团聚的问题,而提供一种可用多种诱导方式激发、性能稳定、可高温处理的具有可逆性的超双亲性薄膜。
本发明的再一目的在于利用溶胶-凝胶法制备金属氧化物的具有可逆性的超双亲性薄膜和用途。
本发明的具有可逆性的超双亲性薄膜,由摩尔含量为80~98%的TiO2纳米粒子和2~20%的金属氧化物纳米粒子组成,所述纳米粒子的粒径为50~80nm;所述的薄膜同时具有超亲水性和超亲油性,即水和油(正十六烷)在薄膜表面上的接触角均趋于零;所述的薄膜在导致超双亲性效果的外场和消除超双亲性效果的外场交替诱导下,能实现水和油(正十六烷)在薄膜表面上的接触角迅速发生可逆变化。
所述金属氧化物纳米粒子选自SnO2、ZnO、WO3、Al2O3、SrTiO3、In2O3、MoO3、Nb2O3、SiO2、ZrO2或它们的混合物。
所述金属氧化物纳米粒子最好是由3~6种不同的金属氧化物纳米粒子以任意比例组成。
本发明的具有可逆性的超双亲性薄膜的制备方法如下:
(1)室温下,将0.5~32mol的金属盐加入到70~98mol的有机溶剂中,其中,所述金属盐是由摩尔含量为80~98%的钛盐和2~20%的其它金属盐组成,用超声波使金属盐在有机溶剂中分散均匀,得到一种透明的溶液;
(2)将0.1~6mol的稳定剂加入到上述透明溶液中,室温下,在强烈搅拌下缓慢滴加0.01~1.63mol的催化剂,滴加完后,继续搅拌约0.1~8小时,生成含有部分水解的金属盐的混合物;
(3)将上述混合物静置老化3~8小时,即制得纳米粒子均匀分散的透明溶胶;
(4)将上述的透明溶胶旋涂、喷涂或浸涂于基材表面,在室温下干燥后,置于550~720℃的马氟炉中,保温0.05~1.5小时,得到透明薄膜;
(5)将透明薄膜经导致超双亲性效果的外场作用10分钟~5小时后,得到具有可逆性的超双亲性薄膜。
在步骤(5)后进一步有使所得超双亲性薄膜快速消除超双亲性效果的步骤是:
(6)将上述超双亲性薄膜经消除超双亲性效果的外场诱导后,薄膜将失去超双亲性效果。所述外场诱导时间,可根据实际需要而定。
所述金属盐最好由3~6种不同的金属盐以任意比例组成。
所述钛盐包括钛酸四丁酯、钛酸四乙酯、钛酸四异丙酯、钛酸四(2-乙基己)酯、钛酸四(十七)酯、二异丙氧基-二乙酰丙酮钛、二正丁氧基-二(三乙醇胺)钛、二羟基-二乳酸钛或四辛烯甘醇钛;其它金属盐包括四氯化锡、醋酸锡、氯化锌、醋酸锌、六水硝酸锌、碳酸锌、六氯化钨、二氯二氧化钨、碱式乙酸铝二水、无水氯化铝、异丙氧基铝、六水二氯化锶、碳酸锶、三氯化铟、五水硝酸铟、醋酸铟、钼酸铵、五氯化铌、四氯硅烷、四溴硅烷、硅酸四乙酯、硅酸四丁酯、二甲氧基二乙氧基硅烷、二甲基二氯硅烷、四氯化锆、五水硝酸锆或次氯酸锆;
所述有机溶剂可选择乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、丙酮、氯仿、正己烷、苯、甲苯或四氯化碳;
所述稳定剂可选用乙二醇、一缩二乙二醇、二缩三乙二醇、甘油或1,3-丙二醇;
所述催化剂可选用浓盐酸、醋酸、浓硝酸、浓硫酸或浓氨水。
所述导致超双亲性效果的外场诱导的方式包括紫外光照射、等离子体激发、激光照射、400~500nm可见光照射、氩离子轰击或微波激发。
所述消除超双亲性效果的外场是超声波或pH=4~6的弱酸环境。
本发明制备的可逆的超双亲性薄膜用于物体的表面修饰,在许多方面均有很好的用途:
(1)将具有可逆的超双亲性薄膜材料涂于玻璃、金属、陶瓷等基材表面,形成可逆的超双亲性薄膜,可使这些基材表面达到自清洁。如用于室内的装饰材料、浴室和卫生间的设备、商店的柜台及餐具的表面修饰,使他们达到易清水洗涤和去除油污的目的;也可以用于修饰道路标识、道路照明灯、路边广告牌、住宅外墙、室外雕塑、汽车的涂装和汽车灯等,这些被修饰物可利用降雨达到去除泥污的自清洁效果;
(2)将具有可逆的超双亲性薄膜材料涂于玻璃和镜面表面,形成可逆的超双亲性薄膜,可防止玻璃和镜面表面产生雾水。可防止路边反光镜、浴室镜、化妆镜、冷柜门、飞机和汽车挡风玻璃、汽车反光镜、内视镜等表面产生雾水;
(3)将具有可逆的超双亲性薄膜材料涂于玻璃和镜面表面,形成具有可逆的超双亲性薄膜,可防止玻璃和镜面表面水滴的形成。可用于路边反光镜、飞机和汽车挡风玻璃的表面修饰,防止这些被修饰物表面水滴的形成,利于提高透光性;
(4)润滑减阻。将具有可逆的超双亲性薄膜用于精密仪器的轴承表面修饰,可使润滑油在轴承表面的高度扩展,大大提高润滑效率。
(5)柱层析填料的修饰。由于本发明薄膜的超双亲性可用外场诱导使其迅速失去超双亲性功能,所以将具有超双亲性效果的界面材料一修饰柱层析填料,可进行高效的有机合成分离,生化分离,并可在分离之后,用外场诱导使被修饰填料失去超双亲性效果,快速使被吸附的组分从填料表面解析。
本发明的具有可逆的超双亲性薄膜具有如下优点和效果:
(1)由于本发明所使用的溶胶中纳米粒子分散均匀,无团聚;在制备方法中,各种金属氧化物均由溶胶-凝胶法制得,避免了往钛溶胶中直接添加金属氧化物纳米粒子,避免了纳米粒子的团聚。所以,本发明所用的透明溶胶在密闭的条件下能保持半年以上不变质和无沉降,可随时取用制备具有可逆的超双亲性薄膜。
(2)组成具有可逆的超双亲性薄膜的金属氧化物颗粒尺寸均匀,薄膜的平整度好。图1是本发明实例1制备的具有可逆的超双亲性薄膜表面形貌的AFM图像。从图可见,薄膜是由粒径为50~80nm的球型颗粒组成的,薄膜表面的起伏不大。
(3)防雾效果良好。将一块玻璃的一半涂上所制的具有可逆的超双亲性薄膜材料,形成具有可逆的超双亲性薄膜,将玻璃置于热蒸汽中,观察到涂有具有可逆的超双亲性薄膜材料的一半能保持很好的透明性。而未涂的另一半则很快蒙上了一层白雾,无法看玻璃背面的图像。图2是本发明实例8的具有可逆的超双亲性薄膜形成于半片玻璃片上的防雾效果。
(4)具有自清洁效果。本发明实例20的具有可逆的超双亲性薄膜材料涂于建筑物外墙瓷砖上,形成具有可逆的超双亲性薄膜。由于外墙瓷砖表面上的具有可逆的超双亲性薄膜受日光照射,即受紫外光和可见光的同时诱导,所以能长期保持外墙瓷砖表面的超双亲性。雨水在其表面完全铺展,粘附于外墙表面的灰尘等污染物可被雨水冲洗干净,达到良好的自清洁效果。
(5)透明性好。图3是本发明实例29所制备的可逆的超双亲性薄膜的透射光谱测试。结果表明,用浸涂法所制得的具有正反面两层的可逆的超双亲性薄膜的玻璃片,在可见光区(300~1100nm)内,薄膜的透射率均在薄膜的透射率均大于75%。在实际应用中,往往只需单层膜,所以其透射率会进一步提高,这种良好的透明性完全能适用于透明材料的防雾。
(6)诱导激发的方式多样,适用的场合较多,且外场诱导所需时间很短。本发明制备的薄膜,当表面接触角逐渐上升后,可用多种方式诱导激发,根据诱导方式不同,可使其在10分钟-5小时内达到很好的超双亲性效果。
(7)性能稳定,超双亲性效果持续时间长。表1和图4是本发明实例6制备的可逆的超双亲性薄膜在暗处保存的表面水和油接触角变化(本发明的接触角测试精度为±1°)。从表1和图4可看出,本发明的超双亲性薄膜经过暗处存放30天以内时,水和油在其上的接触角均能保持0°,防雾和自清洁等效果良好,暗处存放31~50天时,但水在其上的接触角逐渐上升到1~4°,防雾和自清洁等效果下降,此时可用外场诱导来使其恢复超双亲性效果,使水和油在其表面的接触角均下降为0°。当在暗处存放的时间继续延长时,水在其上的接触角逐渐上升,当在暗处的存放时间达90天时,双亲表面的接触角可升至32~36°。但再经过外场诱导激发均可使双亲薄膜表面10分钟~5小时内迅速恢复到超双亲性效果。
(8)超双亲性薄膜表面的接触角变化的迅速可逆是外场可控的。本发明可用多种外场诱导产生奇特超双亲性效果的同时,又可用其它外场诱导使超双亲性效果迅速消失,这是本发明不同于以前文献中报道的超双亲性材料的一个突出特征。这种特征有利于分离操作中的吸附和解析。可消除超双亲性效果的外场是超声波或弱酸环境(pH=4~6)。图5(a)是本发明实例40的超双亲性薄膜在超声波和紫外光交替诱导下,对水的表面接触角发生迅速的可逆变化。超声处理30分钟即可使水的接触角从零上升到18~20°,而此时再用紫外光照射30分钟又可使水接触角迅速回到0°。类似的,图5(b)是本发明实例45的超双亲薄膜在pH=4的弱酸和300℃加热交替诱导下,水的接触角也发生可逆变化。因此,使本发明的超双亲性界面材料可用于吸附、解析可逆操作的场合。
(9)本发明制备出的具有可逆性的超双亲性薄膜热处理温度高,更适用于现有的玻璃生产工艺。
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的描述。
图1.本发明的具有可逆性的超双亲性薄膜表面形貌的AFM图像;
图2.本发明的具有可逆性的超双亲性薄膜涂于半片玻璃片上的防雾效果;
图3.本发明的具有可逆性的超双亲性薄膜的透射光谱;
图4.本发明的具有可逆性的超双亲性薄膜在暗处保存的表面水接触角变化;
●水,■正十六烷
图5.本发明的具有可逆性的超双亲性薄膜水的接触角的可逆性;
(a)超双亲性薄膜在超声波和紫外光交替诱导下水的接触角的可逆变化,
(b)超双亲薄膜在pH=4的弱酸和300℃加热交替诱导下水的接触角可逆变化。
实施例1.
(1)室温下,将钛酸四丁酯1.6mol,四氯化锡0.1mol,氯化锌0.2mol,六氯化钨0.1mol(此时钛酸四丁酯占金属盐总量的80%),加入到97.3mol的乙醇溶剂中,用超声波使金属盐分散均匀之后,得到透明的溶胶;
(2)将0.1mol的稳定剂甘油加入到所得到的透明溶胶中,强烈搅拌下缓慢滴加35%的0.06mol浓盐酸催化剂,继续搅拌约0.1小时,生成含有部分水解的金属盐的混合物;
(3)将上述混合物静置老化3小时,即制得纳米粒子均匀分散的透明溶胶;
(4)将上述的透明溶胶经旋涂于玻璃片上制成薄膜,在室温下干燥后,置于550℃的马氟炉中,保温1.5小时,得到透明薄膜;
(5)将透明薄膜经紫外灯照射0.5小时,可得到具有可逆性的超双亲性薄膜。
该具有可逆性的超双亲性薄膜在暗处保存时,能在30天内保持水和油(正十六烷)在薄膜上的接触角均为0°。
该具有可逆性的超双亲性薄膜在原子力显微镜下观察,得到如图1所示的表面形貌。
实施例2.
(1)室温下,将钛酸四丁酯9mol,醋酸锌0.7mol,六水二氯化锶0.2mol,钼酸铵0.1mol(此时钛酸四丁酯占金属盐总量的90%),加入到88.1mol的丙酮溶剂中,用超声波使金属盐分散均匀之后,得到透明的溶胶;
(2)将1.8mol的乙二醇稳定剂加入到所得到的透明溶胶中,强烈搅拌下缓慢滴加0.1mol的醋酸催化剂,继续搅拌约0.5小时,生成含有部分水解的金属盐的混合物;
(3)将上述混合物静置老化4小时,即制得纳米粒子均匀分散的透明溶胶;
(4)将上述的透明溶胶经旋涂于玻璃片上制成薄膜,在室温下干燥后,置于600℃的马氟炉中,保温0.3小时,得到透明薄膜;
(5)将透明薄膜经532nm激光照射20分钟,可得到具有可逆性的超双亲性薄膜。
该具有可逆性的超双亲性薄膜在暗处保存时,能在30天内保持水和油(正十六烷)在薄膜上的接触角均为0°。
实施例3.
(1)室温下,将钛酸四丁酯27.71mol,醋酸锡2mol,碱式乙酸铝二水1mol,钼酸铵0.89mol,五氯化铌1mol(此时钛酸四丁酯占金属盐总量的85%),加入到60.4mol的乙醇溶剂中,用超声波使金属盐分散均匀之后,得到透明的溶胶;
(2))将5.4mol的1,3-丙二醇稳定剂加入到所得到的透明溶胶中,强烈搅拌下缓慢滴加35%的1.63mol的浓盐酸催化剂,继续搅拌约1小时,生成含有部分水解的金属盐的混合物;
(3)将上述混合物静置老化3.5小时,即制得纳米粒子均匀分散的透明溶胶;
(4)将上述的透明溶胶经旋涂于玻璃片上制成薄膜,在室温下干燥后,置于600℃的马氟炉中,保温0.2小时,得到透明薄膜;
(5)将透明薄膜经400~500nm的可见光照射4小时,可得到具有可逆性的超双亲性薄膜。
该具有可逆性的超双亲性薄膜在暗处保存时,能在30天内保持水和油(正十六烷)在薄膜上的接触角均为0°。
实施例4.
(1)室温下,将钛酸四丁酯3.2mol,六水硝酸锌0.6mol,二氯二氧化钨0.2mol(此时钛酸四丁酯占金属盐总量的80%),加入到95.02mol的正己烷溶剂中,用超声波使金属盐分散均匀之后,得到透明的溶胶;
(2)将0.9mol的一缩二乙二醇稳定剂加入到所得到的透明溶胶中,强烈搅拌下缓慢滴加0.08mol的浓硝酸催化剂,继续搅拌约1.5小时,生成含有部分水解的金属盐的混合物;
(3)将上述混合物静置老化5小时,即制得纳米粒子均匀分散的透明溶胶;
(4)将上述的透明溶胶经旋涂于玻璃片上制成薄膜,在室温下干燥后,置于650℃的马氟炉中,保温0.05小时,得到透明薄膜;
(5)将透明薄膜经等离子体激发10分钟,可得到具有可逆性的超双亲性薄膜。
该具有可逆性的超双亲性薄膜在暗处保存时,能在30天内保持水和油(正十六烷)在薄膜上的接触角均为0°。
实施例5.
(1)室温下,将钛酸四丁酯14.58mol,碳酸锌2.42mol,异丙氧基铝0.2mol,三氯化铟0.8mol(此时钛酸四丁酯占金属盐总量的81%),加入到80.6mol的苯溶剂中,用超声波使金属盐分散均匀之后,得到透明的溶胶;
(2)将0.7mol的甘油稳定剂加入到所得到的透明溶胶中,强烈搅拌下缓慢滴加0.72mol的硫酸催化剂,继续搅拌约4小时,生成含有部分水解的金属盐的混合物;
(3)将上述混合物静置老化3.5小时,即制得纳米粒子均匀分散的透明溶胶;
(4)将上述的透明溶胶经旋涂于玻璃片上制成薄膜,在室温下干燥后,置于550℃的马氟炉中,保温0.6小时,得到透明薄膜;
(5)将透明薄膜经等离子体激发10分钟,可得到具有可逆性的超双亲性薄膜。
该具有可逆性的超双亲性薄膜在暗处保存时,能在30天内保持水和油(正十六烷)在薄膜上的接触角均为0°。
实施例6.
(1)室温下,将钛酸四乙酯20.47mol,二氯二氧化钨0.53mol,碳酸锶1mol,四氯硅烷0.5mol,四氯化锆0.5mol(此时钛酸四乙酯占金属盐总量的89%),加入到73.0mol的乙醇溶剂中,用超声波使金属盐分散均匀之后,得到透明的溶胶;
(2)将3.1mol的乙二醇稳定剂加入到所得到的透明溶胶中,强烈搅拌下缓慢滴加35%的0.81mol浓盐酸催化剂,继续搅拌约8小时,生成含有部分水解的金属盐的混合物;
(3)将上述混合物静置老化3小时,即制得纳米粒子均匀分散的透明溶胶;
(4)将上述的透明溶胶经旋涂于玻璃片上制成薄膜,在室温下干燥后,置于650℃的马氟炉中,保温0.1小时,得到透明薄膜;
(5)将透明薄膜经等离子体激发20分钟,可得到具有可逆性的超双亲性薄膜。
该具有可逆性的超双亲性薄膜在暗处保存时,能在30天内保持水和油(正十六烷)在薄膜上的接触角均为0°。
该薄膜在暗处放置90天,对其表面水和油接触角变化的跟踪测试结果如表1所示。
实施例7.
(1)室温下,将钛酸四乙酯2.46mol,六氯化钨0.04mol,六水二氯化锶0.2mol,五氯化铌0.3mol(此时钛酸四乙酯占金属盐总量的82%),加入到96.4mol的四氯化碳溶剂中,用超声波使金属盐分散均匀之后,得到透明的溶胶;
(2)将0.5mol的二缩三乙二醇稳定剂加入到所得到的透明溶胶中,强烈搅拌下缓慢滴加35%的0.12mol浓盐酸催化剂,继续搅拌约2.5小时,生成含有部分水解的金属盐的混合物;
(3)将上述混合物静置老化6小时,即制得纳米粒子均匀分散的透明溶胶;
(4)将上述的透明溶胶经旋涂于铝片上制成薄膜,在室温下干燥后,置于650℃的马氟炉中,保温0.05小时,得到透明薄膜;
(5)将透明薄膜经等离子体激发0.5小时,可得到具有可逆性的超双亲性薄膜。
该具有可逆性的超双亲性薄膜暗处保存时,能在30天内保持水和油(正十六烷)在薄膜上的接触角均为0°。
实施例8.
(1)室温下,将钛酸四乙酯5.67mol,碳酸锌0.8mol,碱式乙酸铝二水0.03mol,五水硝酸铟0.2mol,钼酸铵0.3mol(此时钛酸四乙酯占金属盐总量的81%),加入到91.3mol的异丙醇溶剂中,用超声波使金属盐分散均匀之后,得到透明的溶胶;
(2)将1.5mol的甘油稳定剂加入到所得到的透明溶胶中,强烈搅拌下缓慢滴加0.18mol的浓硫酸催化剂,继续搅拌约7小时,生成含有部分水解的金属盐的混合物;
(3)将上述混合物静置老化3小时,即制得纳米粒子均匀分散的透明溶胶;
(4)将上述的透明溶胶经喷涂于半片玻璃片上制成薄膜,在室温下干燥后,置于600℃的马氟炉中,保温0.5小时,得到透明薄膜;
(5)将透明薄膜经1064nm激光照射0.5小时,可得到具有可逆性的超双亲性薄膜。
该具有可逆性的超双亲性薄膜暗处保存时,能在30天内保持水和油(正十六烷)在薄膜上的接触角均为0°。
将该具有可逆性的薄膜放于热蒸汽氛围中,能起到明显的防雾效果,如图2所示。
实施例9.
(1)室温下,将钛酸四乙酯9.96mol,二氯二氧化钨0.04mol,,六水二氯化锶1mol,五氯化铌0.7mol,五水硝酸锆0.3mol(此时钛酸四乙酯占金属盐总量的83%),加入到85.6mol的丙醇溶剂中,用超声波使金属盐分散均匀之后,得到透明的溶胶;
(2)将1.9mol的乙二醇稳定剂加入到所得到的透明溶胶中,强烈搅拌下缓慢滴加0.54mol的醋酸催化剂,继续搅拌约6.5小时,生成含有部分水解的金属盐的混合物;
(3)将上述混合物静置老化3.5小时,即制得纳米粒子均匀分散的透明溶胶;
(4)将上述的透明溶胶经浸涂于镜片上制成薄膜,在室温下干燥后,置于550℃的马氟炉中,保温0.1小时,得到透明薄膜;
(5)将透明薄膜经紫外光照射1小时,可得到具有可逆性的超双亲性薄膜。
该具有可逆性的超双亲性薄膜暗处保存时,能在30天内保持水和油(正十六烷)在薄膜上的接触角均为0°。
将涂有具有可逆性的超双亲性薄膜的镜片置于浴室中,能保持很好的防雾效果。
实施例10.
(1)室温下,将钛酸四乙酯29.4mol,醋酸锌0.2mol,钼酸铵0.1mol,硅酸四丁酯0.3mol(此时钛酸四乙酯占金属盐总量的98%),加入到63.5mol的乙醇溶剂中,用超声波使金属盐分散均匀之后,得到透明的溶胶;
(2)将5.0mol的一缩二乙二醇稳定剂加入到所得到的透明溶胶中,强烈搅拌下缓慢滴加35%的1.5mol的浓盐酸催化剂,继续搅拌约4小时,生成含有部分水解的金属盐的混合物;
(3)将上述混合物静置老化4小时,即制得纳米粒子均匀分散的透明溶胶;
(4)将上述的透明溶胶经浸涂于瓷碗上制成薄膜,在室温下干燥后,置于720℃的马氟炉中,保温1小时,得到透明薄膜;
(5)将透明薄膜经微波处理25分钟,可得到具有可逆性的超双亲性薄膜。
该具有可逆性的超双亲性薄膜有奇特的自清洁效果。将涂有具有可逆性的超双亲性薄膜的瓷碗用完餐后,用清水冲洗即可去除油渍。
实施例11.
在室温下,将钛酸四异丙酯15.2mol,四氯化锡0.1mol,二氯二氧化钨0.1mol,碱式乙酸铝二水0.2mol,碳酸锶0.3mol,三氯化铟0.1mol(此时钛酸四异丙酯占金属盐总量的95%),加入到82.7mol的乙醇溶剂中,用超声波使金属盐分散均匀之后,得到透明的溶胶;
(2)将0.8mol的乙二醇稳定剂加入到所得到的透明溶胶中,强烈搅拌下缓慢滴加0.51mol的浓硫酸催化剂,继续搅拌约4.5小时,生成含有部分水解的金属盐的混合物;
(3)将上述混合物静置老化5小时,即制得纳米粒子均匀分散的透明溶胶;
(4)将上述的透明溶胶经旋涂于不锈钢片上制成薄膜,在室温下干燥后,置于700℃的马氟炉中,保温0.05小时,得到透明薄膜;
(5)将透明薄膜经太阳光照射0.5小时,可得到具有可逆性的超双亲性薄膜。
该具有可逆性的超双亲性薄膜暗处保存时,能在30天内保持水和油(正十六烷)在薄膜上的接触角均为0°。
将涂有具有可逆性的超双亲性薄膜的不锈钢片置于户外,能保持很好的自清洁效果,粘附于表面的灰尘等污染物可被雨水冲洗干净。
实施例12.
在室温下,将钛酸四异丙酯23mol,钛酸四(2-乙基己)酯,六水硝酸锌1mol,六氯化钨0.2mol,钼酸铵0.2mol,四溴硅烷0.6mol(此时钛酸四异丙酯占金属盐总量的92%),加入到69.7mol的丙酮溶剂中,用超声波使金属盐分散均匀之后,得到透明的溶胶;
(2)将4.8mol的乙二醇稳定剂加入到所得到的透明溶胶中,强烈搅拌下缓慢滴加0.48mol的浓氨水催化剂,继续搅拌约3小时,生成含有部分水解的金属盐的混合物;
(3)将上述混合物静置老化5.5小时,即制得纳米粒子均匀分散的透明溶胶;
(4)将上述的透明溶胶经旋涂于陶瓷片上制成薄膜,在室温下干燥后,置于720℃的马氟炉中,保温0.05小时,得到透明薄膜;
(5)将透明薄膜经400~500nm可见光照射2小时,可得到具有可逆性的超双亲性薄膜。
该具有可逆性的超双亲性薄膜暗处保存时,能在30天内保持水和油(正十六烷)在薄膜上的接触角均为0°。
将涂有具有可逆性的超双亲性薄膜的陶瓷片置于户外,能保持很好的自清洁效果,粘附于表面的灰尘等污染物可被雨水冲洗干净。
实施例13.
在室温下,将钛酸四异丙酯2.35mol,醋酸锡0.02mol,异丙氧基铝0.07mol,醋酸铟0.01mol,五氯化铌0.05mol(此时钛酸四异丙酯占金属盐总量的94%),加入到96.8mol的异丙醇溶剂中,用超声波使金属盐分散均匀之后,得到透明的溶胶;
(2)将0.6mol的二缩三乙二醇稳定剂加入到所得到的透明溶胶中,强烈搅拌下缓慢滴加01mol的浓硫酸催化剂,继续搅拌约5小时,生成含有部分水解的金属盐的混合物;
(3)将上述混合物静置老化4小时,即制得纳米粒子均匀分散的透明溶胶;
(4)将上述的透明溶胶经旋涂于玻璃片上制成薄膜,在室温下干燥后,置于550℃的马氟炉中,保温1小时,得到透明薄膜;
(5)将透明薄膜经经紫外光照射2小时,可得到具有可逆性的超双亲性薄膜。
该具有可逆性的超双亲性薄膜暗处保存时,能在30天内保持水和油(正十六烷)在薄膜上的接触角均为0°。
将起始状态的具有可逆性的超双亲性薄膜进行置于弱酸性环境(pH=4.8)和微波炉中交替诱导,其表面水的接触角可实现45°和0°之间的迅速可逆变化。即步骤(6),当具有可逆性的超双亲性薄膜置于弱酸性环境(PH=4.8)中30分钟时,水的接触角变为45°;而再将其用微波处理30分钟,水的接触角又变为0°。
实施例14.
在室温下,将钛酸四异丙酯5.16mol,醋酸锡0.5mol,二氯二氧化钨0.04mol,碳酸锶0.2mol,钼酸铵0.1mol(此时钛酸四异丙酯占金属盐总量的86%),加入到92.5mol的异丙醇溶剂中,用超声波使金属盐分散均匀之后,得到透明的溶胶;
(2)将1.2mol的甘油稳定剂加入到所得到的透明溶胶中,强烈搅拌下缓慢滴加0.29mol的浓硫酸催化剂,继续搅拌约1.5小时,生成含有部分水解的金属盐的混合物;
(3)将上述混合物静置老化6小时,即制得纳米粒子均匀分散的透明溶胶;
(4)将上述的透明溶胶经旋涂于玻璃片上制成薄膜,在室温下干燥后,置于580℃的马氟炉中,保温0.5小时,得到透明薄膜;
(5)将透明薄膜经514nm激光照射20分钟,可得到具有可逆性的超双亲性薄膜。
该具有可逆性的超双亲性薄膜暗处保存时,能在30天内保持水和油(正十六烷)在薄膜上的接触角均为0°。
将涂有具有可逆性的超双亲性薄膜的玻璃片置于户外,在雨天时表面无水滴形成。
实施例15.
在室温下,将钛酸四异丙酯7.44mol,碳酸锌0.4mol,六氯化钨0.04mol,五水硝酸铟0.09mol,次氯酸锆0.03mol(此时钛酸四异丙酯占金属盐总量的93%),加入到90.3mol的氯仿溶剂中,用超声波使金属盐分散均匀之后,得到透明的溶胶;
(2)将1.4mol的甘油稳定剂加入到所得到的透明溶胶中,强烈搅拌下缓慢滴加0.27mol的浓硝酸催化剂,继续搅拌约2小时,生成含有部分水解的金属盐的混合物;
(3)将上述混合物静置老化5小时,即制得纳米粒子均匀分散的透明溶胶;
(4)将上述的透明溶胶经旋涂于玻璃片上制成薄膜,在室温下干燥后,置于560℃的马氟炉中,保温1小时,得到透明薄膜;
(5)将透明薄膜经紫外光照射2小时,可得到具有可逆性的超双亲性薄膜。
该具有可逆性的超双亲性薄膜暗处保存时,能在30天内保持水和油(正十六烷)在薄膜上的接触角均为0°。
实施例16.
在室温下,将钛酸四(2-乙基己)酯29.76mol,醋酸锡1mol,钼酸铵0.04mol,五氯化铌0.1mol,硅酸四乙酯0.1mol(此时钛酸四(2-乙基己)酯占金属盐总量的96%),加入到62.6mol的正己烷溶剂中,用超声波使金属盐分散均匀之后,得到透明的溶胶;
(2)将6.0mol的一缩二乙二醇稳定剂加入到所得到的透明溶胶中,强烈搅拌下缓慢滴加0.37mol的浓氨水催化剂,继续搅拌约4小时,生成含有部分水解的金属盐的混合物;
(3)将上述混合物静置老化5小时,即制得纳米粒子均匀分散的透明溶胶;
(4)将上述的透明溶胶经浸涂于陶瓷片上制成薄膜,在室温下干燥后,置于620℃的马氟炉中,保温0.08小时,得到透明薄膜;
(5)将透明薄膜经等离子体激发20分钟,可得到具有可逆性的超双亲性薄膜。
该具有可逆性的超双亲性薄膜暗处保存时,能在30天内保持水和油(正十六烷)在薄膜上的接触角均为0°。
将涂有具有可逆性的超双亲性薄膜的陶瓷片置于户外,能保持很好的自清洁效果,粘附于表面的灰尘等污染物可被雨水冲洗干净。
实施例17.
在室温下,将钛酸四(2-乙基己)酯20.16mol,醋酸锌2mol,六氯化钨0.04mol,六水二氯化锶0.8mol,硅酸四丁酯1mol(此时钛酸四(2-乙基己)酯占金属盐总量的84%),加入到69.6mol的四氯化碳溶剂中,用超声波使金属盐分散均匀之后,得到透明的溶胶;
(2)将5.3mol的乙二醇稳定剂加入到所得到的透明溶胶中,强烈搅拌下缓慢滴加35%的1.06mol的浓盐酸催化剂,继续搅拌约6小时,生成含有部分水解的金属盐的混合物;
(3)将上述混合物静置老化4小时,即制得纳米粒子均匀分散的透明溶胶;
(4)将上述的透明溶胶经喷涂于玻璃片上制成薄膜,在室温下干燥后,置于600℃的马氟炉中,保温0.1小时,得到透明薄膜;
(5)将透明薄膜经氩离子轰击20分钟,可得到具有可逆性的超双亲性薄膜。
该具有可逆性的超双亲性薄膜暗处保存时,能在30天内保持水和油(正十六烷)在薄膜上的接触角均为0°。
实施例18.
在室温下,将钛酸四(2-乙基己)酯13.05mol,二氯二氧化钨0.05mol,五氯化铌0.9mol,二甲氧基二乙氧基硅烷0.5mol,次氯酸锆0.5mol(此时钛酸四(2-乙基己)酯占金属盐总量的87%),加入到82.5mol的丙酮溶剂中,用超声波使金属盐分散均匀之后,得到透明的溶胶;
(2)将5.3mol的乙二醇稳定剂加入到所得到的透明溶胶中,强烈搅拌下缓慢滴加35%的0.39mol的浓盐酸催化剂,继续搅拌约2小时,生成含有部分水解的金属盐的混合物;
(3)将上述混合物静置老化5小时,即制得纳米粒子均匀分散的透明溶胶;
(4)将上述的透明溶胶经旋涂于玻璃片上制成薄膜,在室温下干燥后,置于630℃的马氟炉中,保温0.05小时,得到透明薄膜;
(5)将透明薄膜经太阳光照射2小时,可得到具有可逆性的超双亲性薄膜。
该具有可逆性的超双亲性薄膜暗处保存时,能在30天内保持水和油(正十六烷)在薄膜上的接触角均为0°。
实施例19.
在室温下,将钛酸四(2-乙基己)酯4.75mol,六水硝酸锌0.1mol,二氯二氧化钨0.05mol,无水氯化铝0.04mol,六水二氯化锶0.06mol(此时钛酸四(2-乙基己)酯占金属盐总量的95%),加入到93.3mol的苯溶剂中,用超声波使金属盐分散均匀之后,得到透明的溶胶;
(2)将1.5mol的一缩二乙二醇稳定剂加入到所得到的透明溶胶中,强烈搅拌下缓慢滴加0.18mol的浓硫酸催化剂,继续搅拌约2小时,生成含有部分水解的金属盐的混合物;
(3)将上述混合物静置老化3小时,即制得纳米粒子均匀分散的透明溶胶;
(4)将上述的透明溶胶经浸涂于玻璃片上制成薄膜,在室温下干燥后,置于670℃的马氟炉中,保温0.05小时,得到透明薄膜;
(5)将透明薄膜经400~500nm可见光照射5小时,可得到具有可逆性的超双亲性薄膜。
该具有可逆性的超双亲性薄膜暗处保存时,能在30天内保持水和油(正十六烷)在薄膜上的接触角均为0°。
实施例20.
在室温下,将钛酸四(2-乙基己)酯8.9mol,四氯化锡0.6mol,无水氯化铝0.1mol,六水二氯化锶,碳酸锶0.3mol,五水硝酸铟0.1mol(此时钛酸四(2-乙基己)酯占金属盐总量的89%),加入到86.4mol的甲苯溶剂中,用超声波使金属盐分散均匀之后,得到透明的溶胶;
(2)将3.2mol的一缩二乙二醇稳定剂加入到所得到的透明溶胶中,强烈搅拌下缓慢滴加0.37mol的浓氨水催化剂,继续搅拌约6小时,生成含有部分水解的金属盐的混合物;
(3)将上述混合物静置老化8小时,即制得纳米粒子均匀分散的透明溶胶;
(4)将上述的透明溶胶喷涂于修饰建筑物外墙的瓷砖上制成薄膜,在室温下干燥后,置于720℃的马氟炉中,保温0.2小时,得到透明薄膜;
(5)将透明薄膜经太阳光照射3小时,可得到具有可逆性的超双亲性薄膜。
该具有可逆性的超双亲性薄膜置于阳光充足的户外环境时,能在90天内保持水和油(正十六烷)在薄膜上的接触角均为0°。由于水在被修饰表面的接触角趋于零,雨水可在其表面完全铺展开,粘附于外墙表面的灰尘等污染物可被雨水冲洗干净,达到良好的自清洁效果。
实施例21.
在室温下,将钛酸四(十七)酯13.2mol,六水硝酸锌1mol,五氯化铌0.5mol,二甲基二氯硅烷0.3mol,次氯酸锆0.1mol(此时钛酸四(十七)酯占金属盐总量的88%),加入到97.3mol的四氯化碳溶剂中,用超声波使金属盐分散均匀之后,得到透明的溶胶;
(2)将1.7mol的1,3-丙二醇稳定剂加入到所得到的透明溶胶中,强烈搅拌下缓慢滴加35%的0.63mol的浓盐酸催化剂,继续搅拌约4.5小时,生成含有部分水解的金属盐的混合物;
(3)将上述混合物静置老化4小时,即制得纳米粒子均匀分散的透明溶胶;
(4)将上述的透明溶胶经喷涂于玻璃片上制成薄膜,在室温下干燥后,置于550℃的马氟炉中,保温1小时,得到透明薄膜;
(5)将透明薄膜经等离子体激发10分钟,可得到具有可逆性的超双亲性薄膜。
该具有可逆性的超双亲性薄膜暗处保存时,能在30天内保持水和油(正十六烷)在薄膜上的接触角均为0°。
将涂有具有可逆性的超双亲性薄膜的玻璃片置于户外,在雨天时表面无水滴形成。
实施例22.
在室温下,将钛酸四(十七)酯18.8mol,异丙氧基铝0.6mol,醋酸铟0.1mol,钼酸铵0.4mol,次氯酸锆0.1mol(此时钛酸四(十七)酯占金属盐总量的94%),加入到77.0mol的丙醇溶剂中,用超声波使金属盐分散均匀之后,得到透明的溶胶;
(2)将2.4mol的甘油稳定剂加入到所得到的透明溶胶中,强烈搅拌下缓慢滴加0.56mol的醋酸催化剂,继续搅拌约2小时,生成含有部分水解的金属盐的混合物;
(3)将上述混合物静置老化5小时,即制得纳米粒子均匀分散的透明溶胶;
(4)将上述的透明溶胶经旋涂于玻璃片上制成薄膜,在室温下干燥后,置于560℃的马氟炉中,保温1.2小时,得到透明薄膜;
(5)将透明薄膜经670nm激光照射10分钟,可得到具有可逆性的超双亲性薄膜。
该具有可逆性的超双亲性薄膜暗处保存时,能在30天内保持水和油(正十六烷)在薄膜上的接触角均为0°。
实施例23.
在室温下,将钛酸四(十七)酯27.6mol,氯化锌1mol,无水氯化铝1mol,六水二氯化锶0.2mol,醋酸铟0.2mol(此时钛酸四(十七)酯占金属盐总量的92%),加入到65.6mol的异丙醇溶剂中,用超声波使金属盐分散均匀之后,得到透明的溶胶;
(2)将4.0mol的1,3-丙二醇稳定剂加入到所得到的透明溶胶中,强烈搅拌下缓慢滴加0.45mol的醋酸催化剂,继续搅拌约8小时,生成含有部分水解的金属盐的混合物;
(3)将上述混合物静置老化3小时,即制得纳米粒子均匀分散的透明溶胶;
(4)将上述的透明溶胶经旋涂于铜片上制成薄膜,在室温下干燥后,置于650℃的马氟炉中,保温0.2小时,得到透明薄膜;
(5)将透明薄膜经微波处理0.5小时,可得到具有可逆性的超双亲性薄膜。
该具有可逆性的超双亲性薄膜暗处保存时,能在30天内保持水和油(正十六烷)在薄膜上的接触角均为0°。
将涂有具有可逆性的超双亲性薄膜的铜片置于户外,能保持很好的自清洁效果,粘附于表面的灰尘等污染物可被雨水冲洗干净。
实施例24.
在室温下,将钛酸四(十七)酯23.25mol,四氯化锡0.7mol,氯化锌0.6mol,二氯二氧化钨0.05mol,无水氯化铝0.4mol(此时钛酸四(十七)酯占金属盐总量的93%),加入到71.6mol的丙酮溶剂中,用超声波使金属盐分散均匀之后,得到透明的溶胶;
(2)将3.0mol的1,3-丙二醇稳定剂加入到所得到的透明溶胶中,强烈搅拌下缓慢滴加35%的0.45mol的浓盐酸催化剂,继续搅拌约2小时,生成含有部分水解的金属盐的混合物;
(3)将上述混合物静置老化6小时,即制得纳米粒子均匀分散的透明溶胶;
(4)将上述的透明溶胶经旋涂于陶瓷片上制成薄膜,在室温下干燥后,置于700℃的马氟炉中,保温1.3小时,得到透明薄膜;
(5)将透明薄膜经太阳光照射1小时,可得到具有可逆性的超双亲性薄膜。
该具有可逆性的超双亲性薄膜暗处保存时,能在30天内保持水和油(正十六烷)在薄膜上的接触角均为0°。
将涂有具有可逆性的超双亲性薄膜的陶瓷片置于户外,能保持很好的自清洁效果,粘附于表面的灰尘等污染物可被雨水冲洗干净。
实施例25.
在室温下,将钛酸四(十七)酯3.52mol,醋酸锌0.2mol,五水硝酸铟0.06mol,五氯化铌0.02mol,硅酸四丁酯0.2mol(此时钛酸四(十七)酯占金属盐总量的88%),加入到95.7mol的乙醇溶剂中,用超声波使金属盐分散均匀之后,得到透明的溶胶;
(2)将0.2mol的二缩三乙二醇稳定剂加入到所得到的透明溶胶中,强烈搅拌下缓慢滴加35%的0.14mol的浓盐酸催化剂,继续搅拌约0.5小时,生成含有部分水解的金属盐的混合物;
(3)将上述混合物静置老化3小时,即制得纳米粒子均匀分散的透明溶胶;
(4)将上述的透明溶胶经旋涂于铜片上制成薄膜,在室温下干燥后,置于550℃的马氟炉中,保温1.5小时,得到透明薄膜;
(5)将透明薄膜经太阳光照射3小时,可得到具有可逆性的超双亲性薄膜。
该具有可逆性的超双亲性薄膜暗处保存时,能在30天内保持水和油(正十六烷)在薄膜上的接触角均为0°。
实施例26.
在室温下,将钛酸四(十七)酯8.1mol,醋酸锡0.3mol,钼酸铵0.2mol,五水硝酸锆0.4mol(此时钛酸四(十七)酯占金属盐总量的90%),加入到89.8mol的乙醇溶剂中,用超声波使金属盐分散均匀之后,得到透明的溶胶;
(2)将0.9mol的甘油稳定剂加入到所得到的透明溶胶中,强烈搅拌下缓慢滴加0.27mol的醋酸催化剂,继续搅拌约2小时,生成含有部分水解的金属盐的混合物;
(3)将上述混合物静置老化3小时,即制得纳米粒子均匀分散的透明溶胶;
(4)将上述的透明溶胶经旋涂于不锈钢片上制成薄膜,在室温下干燥后,置于550℃的马氟炉中,保温1.5小时,得到透明薄膜;
(5)将透明薄膜经激光照射2.5小时,可得到具有可逆性的超双亲性薄膜。
该具有可逆性的超双亲性薄膜暗处保存时,能在30天内保持水和油(正十六烷)在薄膜上的接触角均为0°。
实施例27.
在室温下,将二异丙氧基-二乙酰丙酮钛9.02mol,四氯化锡1mol,六氯化钨0.48,三氯化铟0.5mol(此时二异丙氧基-二乙酰丙酮钛占金属盐总量的82%),加入到97.9mol的丙醇溶剂中,用超声波使金属盐分散均匀之后,得到透明的溶胶;
(2)将0.5mol的乙二醇稳定剂加入到所得到的透明溶胶中,强烈搅拌下缓慢滴加0.11mol的醋酸催化剂,继续搅拌约2.5小时,生成含有部分水解的金属盐的混合物;
(3)将上述混合物静置老化5小时,即制得纳米粒子均匀分散的透明溶胶;
(4)将上述的透明溶胶经旋涂于玻璃片上制成薄膜,在室温下干燥后,置于600℃的马氟炉中,保温0.5小时,得到透明薄膜;
(5)将透明薄膜经微波处理0.5小时,可得到具有可逆性的超双亲性薄膜。
该具有可逆性的超双亲性薄膜暗处保存时,能在30天内保持水和油(正十六烷)在薄膜上的接触角均为0°。
实施例28.
在室温下,将二异丙氧基-二乙酰丙酮钛21.84mol,醋酸锌3.3mol,六氯化钨0.86mol(此时二异丙氧基-二乙酰丙酮钛占金属盐总量的84%),加入到71.9mol的丙醇溶剂中,用超声波使金属盐分散均匀之后,得到透明的溶胶;
(2)将1.8mol的二缩三乙二醇稳定剂加入到所得到的透明溶胶中,强烈搅拌下缓慢滴加0.31mol的浓硫酸催化剂,继续搅拌约6小时,生成含有部分水解的金属盐的混合物;
(3)将上述混合物静置老化3小时,即制得纳米粒子均匀分散的透明溶胶;
(4)将上述的透明溶胶经浸涂于镜片上制成薄膜,在室温下干燥后,置于550℃的马氟炉中,保温0.5小时,得到透明薄膜;
(5)将透明薄膜经400~500nm可见光照射3小时,可得到具有可逆性的超双亲性薄膜。
该具有可逆性的超双亲性薄膜暗处保存时,能在30天内保持水和油(正十六烷)在薄膜上的接触角均为0°。
将涂有具有可逆性的超双亲性薄膜的镜片置于户外,在雨天时表面无水滴形成。
实施例29.
在室温下,将二异丙氧基-二乙酰丙酮钛29.44mol,钼酸铵0.5mol,硅酸四丁酯0.96mol,次氯酸锆1.1mol(此时二异丙氧基-二乙酰丙酮钛占金属盐总量的92%),加入到63.1mol的正丁醇溶剂中,用超声波使金属盐分散均匀之后,得到透明的溶胶;
(2)将4.1mol的二缩三乙二醇稳定剂加入到所得到的透明溶胶中,强烈搅拌下缓慢滴加0.83mol的浓硝酸催化剂,继续搅拌约3小时,生成含有部分水解的金属盐的混合物;
(3)将上述混合物静置老化4.5小时,即制得纳米粒子均匀分散的透明溶胶;
(4)将上述的透明溶胶经浸涂于玻璃片上制成薄膜,在室温下干燥后,置于550℃的马氟炉中,保温1.5小时,得到透明薄膜;
(5)将透明薄膜经微波处理15分钟,可得到具有可逆性的超双亲性薄膜。
该具有可逆性的超双亲性薄膜暗处保存时,能在30天内保持水和油(正十六烷)在薄膜上的接触角均为0°。
该具有可逆性的超双亲性薄膜的透明性良好,将双面涂有该具有可逆性的超双亲性薄膜的玻璃片进行了透射光谱的测试,结果表明,在300~1100nm的可见光区,样品的透射率均在85~90%的范围内。
实施例30.
在室温下,将二异丙氧基-二乙酰丙酮钛13.16mol,无水氯化铝0.2mol,醋酸铟0.1mol(此时二异丙氧基-二乙酰丙酮钛占金属盐总量的94%),加入到85.0mol的正丁醇溶剂中,用超声波使金属盐分散均匀之后,得到透明的溶胶;
(2)将0.4mol的乙二醇稳定剂加入到所得到的透明溶胶中,强烈搅拌下缓慢滴加0.56mol的浓硝酸催化剂,继续搅拌约4小时,生成含有部分水解的金属盐的混合物;
(3)将上述混合物静置老化3.5小时,即制得纳米粒子均匀分散的透明溶胶;
(4)将上述的透明溶胶经浸涂于玻璃片上制成薄膜,在室温下干燥后,置于610℃的马氟炉中,保温0.1小时,得到透明薄膜;
(5)将透明薄膜经等离子体激发0.5小时,可得到具有可逆性的超双亲性薄膜。
该具有可逆性的超双亲性薄膜暗处保存时,能在30天内保持水和油(正十六烷)在薄膜上的接触角均为0°。
将起始状态的具有可逆性的超双亲性薄膜进行置于弱酸性环境(pH=6)和紫外光照射下交替诱导,其表面水的接触角可实现23°和0°之间的迅速可逆变化。即步骤(6),当具有可逆性的超双亲性薄膜置于弱酸性环境(pH=6)中30分钟时,水的接触角变为23°;而再将其用紫外光照射30分钟,水的接触角又变为0°。
实施例31.
在室温下,将二异丙氧基-二乙酰丙酮钛11.05mol,氯化锌1mol,二氯二氧化钨0.05mol,异丙氧基铝0.5mol,碳酸锶0.4mol(此时二异丙氧基-二乙酰丙酮钛占金属盐总量的85%),加入到84.7mol的氯仿溶剂中,用超声波使金属盐分散均匀之后,得到透明的溶胶;
(2)将2.0mol的1,3-丙二醇稳定剂加入到所得到的透明溶胶中,强烈搅拌下缓慢滴加0.31mol的浓硫酸催化剂,继续搅拌约2.5小时,生成含有部分水解的金属盐的混合物;
(3)将上述混合物静置老化5小时,即制得纳米粒子均匀分散的透明溶胶;
(4)将上述的透明溶胶经旋涂于铝片上制成薄膜,在室温下干燥后,置于550℃的马氟炉中,保温0.1小时,得到透明薄膜;
(5)将透明薄膜经紫外光照射0.5小时,可得到具有可逆性的超双亲性薄膜。
该具有可逆性的超双亲性薄膜暗处保存时,能在30天内保持水和油(正十六烷)在薄膜上的接触角均为0°。
将涂有具有可逆性的超双亲性薄膜的铝片置于户外,能保持很好的自清洁效果,粘附于表面的灰尘等污染物可被雨水冲洗干净。
实施例32.
在室温下,将二异丙氧基-二乙酰丙酮钛25.81mol,六氯化钨0.29mol,五水硝酸铟0.2mol,五氯化铌0.5mol,次氯酸锆2.2mol(此时二异丙氧基-二乙酰丙酮钛占金属盐总量的89%),加入到69.1mol的苯溶剂中,用超声波使金属盐分散均匀之后,得到透明的溶胶;
(2)将1.4mol的1,3-丙二醇稳定剂加入到所得到的透明溶胶中,强烈搅拌下缓慢滴加0.52mol的浓硫酸催化剂,继续搅拌约3小时,生成含有部分水解的金属盐的混合物;
(3)将上述混合物静置老化4小时,即制得纳米粒子均匀分散的透明溶胶;
(4)将上述的透明溶胶经喷涂于玻璃片上制成薄膜,在室温下干燥后,置于550℃的马氟炉中,保温0.8小时,得到透明薄膜;
(5)将透明薄膜经等离子体激发0.5小时,可得到具有可逆性的超双亲性薄膜。
该具有可逆性的超双亲性薄膜暗处保存时,能在30天内保持水和油(正十六烷)在薄膜上的接触角均为0°。
实施例33.
在室温下,将二正丁氧基-二(三乙醇胺)钛5.4mol,醋酸锡0.3mol,钼酸铵0.1mol,四氯硅烷0.2mol(此时二正丁氧基-二(三乙醇胺)钛占金属盐总量的90%),加入到93.2mol的氯仿溶剂中,用超声波使金属盐分散均匀之后,得到透明的溶胶;
(2)将0.7mol的1,3-丙二醇稳定剂加入到所得到的透明溶胶中,强烈搅拌下缓慢滴加0.12mol的醋酸催化剂,继续搅拌约1.5小时,生成含有部分水解的金属盐的混合物;
(3)将上述混合物静置老化5.5小时,即制得纳米粒子均匀分散的透明溶胶;
(4)将上述的透明溶胶经浸涂于玻璃片上制成薄膜,在室温下干燥后,置于600℃的马氟炉中,保温0.2小时,得到透明薄膜;
(5)将透明薄膜经微波处理10分钟,可得到具有可逆性的超双亲性薄膜。
该具有可逆性的超双亲性薄膜暗处保存时,能在30天内保持水和油(正十六烷)在薄膜上的接触角均为0°。
实施例34.
在室温下,将二正丁氧基-二(三乙醇胺)钛26.46mol,氯化锌0.2mol,碱式乙酸铝二水0.2mol,五水硝酸铟0.1mol,钼酸铵0.04mol(此时二正丁氧基-二(三乙醇胺)钛占金属盐总量的98%),加入到71.3mol的四氯化碳溶剂中,用超声波使金属盐分散均匀之后,得到透明的溶胶;
(2)将1.3mol的一缩二乙二醇稳定剂加入到所得到的透明溶胶中,强烈搅拌下缓慢滴加0.38mol的醋酸催化剂,继续搅拌约3.0小时,生成含有部分水解的金属盐的混合物;
(3)将上述混合物静置老化1.5小时,即制得纳米粒子均匀分散的透明溶胶;
(4)将上述的透明溶胶经旋涂于铝片上制成薄膜,在室温下干燥后,置于550℃的马氟炉中,保温0.5小时,得到透明薄膜;
(5)将透明薄膜经400~500nm可见光照射3小时,可得到具有可逆性的超双亲性薄膜。
该具有可逆性的超双亲性薄膜暗处保存时,能在30天内保持水和油(正十六烷)在薄膜上的接触角均为0°。
实施例35.
在室温下,将二正丁氧基-二(三乙醇胺)钛21.84mol,醋酸锡1.8mol,三氯化铟0.2mol,钼酸铵0.16mol(此时二正丁氧基-二(三乙醇胺)钛占金属盐总量的91%),加入到74.0mol的四氯化碳溶剂中,用超声波使金属盐分散均匀之后,得到透明的溶胶;
(2)将1.5mol的一缩二乙二醇稳定剂加入到所得到的透明溶胶中,强烈搅拌下缓慢滴加35%的0.48mol的浓盐酸催化剂,继续搅拌约3小时,生成含有部分水解的金属盐的混合物;
(3)将上述混合物静置老化6小时,即制得纳米粒子均匀分散的透明溶胶;
(4)将上述的透明溶胶经旋涂于玻璃片上制成薄膜,在室温下干燥后,置于600℃的马氟炉中,保温0.5小时,得到透明薄膜;
(5)将透明薄膜经735nm激光照射25分钟,可得到具有可逆性的超双亲性薄膜。
该具有可逆性的超双亲性薄膜暗处保存时,能在30天内保持水和油(正十六烷)在薄膜上的接触角均为0°。
实施例36.
在室温下,将二正丁氧基-二(三乙醇胺)钛11.57mol,六水硝酸锌0.7mol,二氯二氧化钨0.23mol,三氯化铟0.2mol,四氯化锆0.3mol(此时二正丁氧基-二(三乙醇胺)钛占金属盐总量的89%),加入到86.0mol的丙酮溶剂中,用超声波使金属盐分散均匀之后,得到透明的溶胶;
(2)将0.8mol的甘油稳定剂加入到所得到的透明溶胶中,强烈搅拌下缓慢滴加0.2mol的浓硫酸催化剂,继续搅拌约4.5小时,生成含有部分水解的金属盐的混合物;
(3)将上述混合物静置老化3小时,即制得纳米粒子均匀分散的透明溶胶;
(4)将上述的透明溶胶经喷涂于铝片上制成薄膜,在室温下干燥后,置于600℃的马氟炉中,保温0.1小时,得到透明薄膜;
(5)将透明薄膜经太阳光照射3小时,可得到具有可逆性的超双亲性薄膜。
该具有可逆性的超双亲性薄膜暗处保存时,能在30天内保持水和油(正十六烷)在薄膜上的接触角均为0°。
实施例37.
在室温下,将二正丁氧基-二(三乙醇胺)钛16.49mol,氯化锌0.2mol,六水二氯化锶0.11mol,四溴硅烷0.2mol(此时二正丁氧基-二(三乙醇胺)钛占金属盐总量的97%),加入到82.1mol的苯溶剂中,用超声波使金属盐分散均匀之后,得到透明的溶胶;
(2)将0.7mol的乙二醇稳定剂加入到所得到的透明溶胶中,强烈搅拌下缓慢滴加0.2mol的醋酸催化剂,继续搅拌约2小时,生成含有部分水解的金属盐的混合物;
(3)将上述混合物静置老化5.5小时,即制得纳米粒子均匀分散的透明溶胶;
(4)将上述的透明溶胶经旋涂于镜片上制成薄膜,在室温下干燥后,置于550℃的马氟炉中,保温1小时,得到透明薄膜;
(5)将透明薄膜经氩离子轰击10分钟,可得到具有可逆性的超双亲性薄膜。
该具有可逆性的超双亲性薄膜暗处保存时,能在30天内保持水和油(正十六烷)在薄膜上的接触角均为0°。
将涂有具有可逆性的超双亲性薄膜的镜片置于浴室中,能保持很好的防雾效果。
实施例38.
在室温下,将二正丁氧基-二(三乙醇胺)钛10.08mol,四氯化锡1mol,二氯二氧化钨0.12mol,碳酸锶0.5mol,五氯化铌0.4mol(此时二正丁氧基-二(三乙醇胺)钛占金属盐总量的84%),加入到87.2mol的乙醇溶剂中,用超声波使金属盐分散均匀之后,得到透明的溶胶;
(2)将0.6mol的乙二醇稳定剂加入到所得到的透明溶胶中,强烈搅拌下缓慢滴加0.06mol的醋酸催化剂,继续搅拌约1.2小时,生成含有部分水解的金属盐的混合物;
(3)将上述混合物静置老化5.5小时,即制得纳米粒子均匀分散的透明溶胶;
(4)将上述的透明溶胶经喷涂于瓷砖上制成薄膜,在室温下干燥后,置于610℃的马氟炉中,保温1小时,得到透明薄膜;
(5)将透明薄膜经等离子激发20分钟,可得到具有可逆性的超双亲性薄膜。
该具有可逆性的超双亲性薄膜暗处保存时,能在30天内保持水和油(正十六烷)在薄膜上的接触角均为0°。
实施例39.
在室温下,将二羟基-二乳酸钛24.08mol,醋酸锌2mol,五水硝酸铟0.2mol,钼酸铵0.22mol,四溴硅烷1.5mol,为主要原料(此时二羟基-二乳酸钛占金属盐总量的86%),加入到69.2mol的乙醇溶剂中,用超声波使金属盐分散均匀之后,得到透明的溶胶;
(2)将2.2mol的1,3-丙二醇稳定剂加入到所得到的透明溶胶中,强烈搅拌下缓慢滴加35%的0.644mol的醋酸催化剂,继续搅拌约2.5小时,生成含有部分水解的金属盐的混合物;
(3)将上述混合物静置老化5.5小时,即制得纳米粒子均匀分散的透明溶胶;
(4)将上述的透明溶胶经旋涂于镜片上制成薄膜,在室温下干燥后,置于610℃的马氟炉中,保温0.05小时,得到透明薄膜;
(5)将透明薄膜经太阳光照射1小时,可得到具有可逆性的超双亲性薄膜。
该具有可逆性的超双亲性薄膜暗处保存时,能在30天内保持水和油(正十六烷)在薄膜上的接触角均为0°。
实施例40.
在室温下,将二羟基-二乳酸钛12.48mol,醋酸锡0.2mol,碳酸锌0.3mol,六氯化钨0.12mol(此时二羟基-二乳酸钛占金属盐总量的96%),加入到85.9mol的四氯化碳溶剂中,用超声波使金属盐分散均匀之后,得到透明的溶胶;
(2)将1.0mol的一缩二乙二醇稳定剂加入到所得到的透明溶胶中,强烈搅拌下缓慢滴加0.13mol的浓氨水催化剂,继续搅拌约4.5小时,生成含有部分水解的金属盐的混合物;
(3)将上述混合物静置老化3小时,即制得纳米粒子均匀分散的透明溶胶;
(4)将上述的透明溶胶经旋涂于玻璃片上制成薄膜,在室温下干燥后,置于590℃的马氟炉中,保温0.8小时,得到透明薄膜;
(5)将透明薄膜经810nm激光照射10分钟,可得到具有可逆性的超双亲性薄膜。
该具有可逆性的超双亲性薄膜暗处保存时,能在30天内保持水和油(正十六烷)在薄膜上的接触角均为0°。
将起始状态的该具有可逆性的超双亲性薄膜进行超声和紫外光照射交替操作,其表面水的接触角可实现迅速可逆变化。即步骤(6),超声处理30分钟可使水的接触角从0°上升到18~20°;而此时再用紫外光照射30分钟又可使水接触角迅速回到0°。
实施例41.
在室温下,将二羟基-二乳酸钛15.2mol,六水硝酸锌0.4mol,二氯二氧化钨0.08mol,六水二氯化锶0.12mol,硅酸四乙酯0.2mol(此时二羟基-二乳酸钛占金属盐总量的95%),加入到82.4mol的丙酮溶剂中,用超声波使金属盐分散均匀之后,得到透明的溶胶;
(2)将1.4mol的一缩二乙二醇稳定剂加入到所得到的透明溶胶中,强烈搅拌下缓慢滴加35%的0.22mol的浓盐酸催化剂,继续搅拌约3小时,生成含有部分水解的金属盐的混合物;
(3)将上述混合物静置老化6小时,即制得纳米粒子均匀分散的透明溶胶;
(4)将上述的透明溶胶经旋涂于玻璃片上制成薄膜,在室温下干燥后,置于550℃的马氟炉中,保温1.5小时,得到透明薄膜;
(5)将透明薄膜经可见光照射3.5小时,可得到具有可逆性的超双亲性薄膜。
该具有可逆性的超双亲性薄膜暗处保存时,能在30天内保持水和油(正十六烷)在薄膜上的接触角均为0°。
实施例42.
在室温下,将二羟基-二乳酸钛8.3mol,氯化锌0.2mol,六氯化钨0.2mol,五氯化铌0.1mol,四溴硅烷1mol,五水硝酸锆0.2mol(此时二羟基-二乳酸钛占金属盐总量的83%),加入到89.7mol的乙醇溶剂中,用超声波使金属盐分散均匀之后,得到透明的溶胶;
(2)将0.3mol的乙二醇稳定剂加入到所得到的透明溶胶中,强烈搅拌下缓慢滴加35%的0.01mol的浓盐酸催化剂,继续搅拌约2.5小时,生成含有部分水解的金属盐的混合物;
(3)将上述混合物静置老化4.5小时,即制得纳米粒子均匀分散的透明溶胶;
(4)将上述的透明溶胶经旋涂于铜片上制成薄膜,在室温下干燥后,置于620℃的马氟炉中,保温0.2小时,得到透明薄膜;
(5)将透明薄膜经810nm激光照射15分钟,可得到具有可逆性的超双亲性薄膜。
该具有可逆性的超双亲性薄膜暗处保存时,能在30天内保持水和油(正十六烷)在薄膜上的接触角均为0°。
实施例43.
在室温下,将二羟基-二乳酸钛9.57mol,六水硝酸锌1mol,碱式乙酸铝二水0.2mol,五水硝酸铟0.1mol,钼酸铵0.13mol(此时二羟基-二乳酸钛占金属盐总量的87%),加入到88.6mol的丙醇溶剂中,用超声波使金属盐分散均匀之后,得到透明的溶胶;
(2)将0.2mol的乙二醇稳定剂加入到所得到的透明溶胶中,强烈搅拌下缓慢滴加0.19mol的浓硫酸催化剂,继续搅拌约4小时,生成含有部分水解的金属盐的混合物;
(3)将上述混合物静置老化2.5小时,即制得纳米粒子均匀分散的透明溶胶;
(4)将上述的透明溶胶经旋涂于玻璃片上制成薄膜,在室温下干燥后,置于600℃的马氟炉中,保温0.5小时,得到透明薄膜;
(5)将透明薄膜经太阳光照射1.5小时,可得到具有可逆性的超双亲性薄膜。
该具有可逆性的超双亲性薄膜暗处保存时,能在30天内保持水和油(正十六烷)在薄膜上的接触角均为0°。
实施例44.
在室温下,将四辛烯甘醇钛12.75mol,二氯二氧化钨0.05mol,六水二氯化锶0.2mol,二甲基二氯硅烷2mol(此时四辛烯甘醇钛占金属盐总量的85%),加入到84.3mol的丙醇溶剂中,用超声波使金属盐分散均匀之后,得到透明的溶胶;
(2)将0.5mol的甘油稳定剂加入到所得到的透明溶胶中,强烈搅拌下缓慢滴加0.24mol的醋酸催化剂,继续搅拌约3小时,生成含有部分水解的金属盐的混合物;
(3)将上述混合物静置老化4小时,即制得纳米粒子均匀分散的透明溶胶;
(4)将上述的透明溶胶经旋涂于陶瓷片上制成薄膜,在室温下干燥后,置于720℃的马氟炉中,保温1小时,得到透明薄膜;
(5)将透明薄膜经等离子体激发0.5小时,可得到具有可逆性的超双亲性薄膜。
该具有可逆性的超双亲性薄膜暗处保存时,能在30天内保持水和油(正十六烷)在薄膜上的接触角均为0°。
将涂有具有可逆性的超双亲性薄膜的陶瓷片置于户外,能保持很好的自清洁效果,粘附于表面的灰尘等污染物可被雨水冲洗干净。
实施例45.
在室温下,将四辛烯甘醇钛7.2mol,醋酸锌0.5mol,醋酸铟0.11mol,钼酸铵0.09mol,次氯酸锆0.1mol(此时四辛烯甘醇钛占金属盐总量的90%),加入到91.1mol的异丙醇溶剂中,用超声波使金属盐分散均匀之后,得到透明的溶胶;
(2)将0.6mol的甘油稳定剂加入到所得到的透明溶胶中,强烈搅拌下缓慢滴加35%的0.27mol的浓盐酸催化剂,继续搅拌约3.5小时,生成含有部分水解的金属盐的混合物;
(3)将上述混合物静置老化3小时,即制得纳米粒子均匀分散的透明溶胶;
(4)将上述的透明溶胶经旋涂于陶瓷片上制成薄膜,在室温下干燥后,置于560℃的马氟炉中,保温1.2小时,得到透明薄膜;
(5)将透明薄膜经紫外光照射2小时,可得到具有可逆性的超双亲性薄膜。
该具有可逆性的超双亲性薄膜暗处保存时,能在30天内保持水和油(正十六烷)在薄膜上的接触角均为0°。
将起始状态的具有可逆性的超双亲性薄膜进行置于弱酸性环境(pH=4)和紫外光照射下交替操作,其表面水的接触角可实现32°和0°之间的迅速可逆变化。即步骤(6),当具有可逆性的超双亲性薄膜置于弱酸性环境(pH=4)中30分钟时,水的接触角变为32°;而再将其用紫外光照射30分钟,水的接触角又变为0°。
实施例46.
在室温下,将四辛烯甘醇钛17.48mol,醋酸锡0.9mol,碱式乙酸铝二水0.32mol,碳酸锶0.2mol,五水硝酸锆0.1mol(此时四辛烯甘醇钛占金属盐总量的92%),加入到79.8mol的正丁醇溶剂中,用超声波使金属盐分散均匀之后,得到透明的溶胶;
(2)将1.0mol的二缩三乙二醇稳定剂加入到所得到的透明溶胶中,强烈搅拌下缓慢滴加35%的0.23mol的浓盐酸催化剂,继续搅拌约3小时,生成含有部分水解的金属盐的混合物;
(3)将上述混合物静置老化8小时,即制得纳米粒子均匀分散的透明溶胶;
(4)将上述的透明溶胶经旋涂于不锈钢片上制成薄膜,在室温下干燥后,置于580℃的马氟炉中,保温0.5小时,得到透明薄膜;
(5)将透明薄膜经400~500nm可见光照射4.5小时,可得到具有可逆性的超双亲性薄膜。
该具有可逆性的超双亲性薄膜暗处保存时,能在30天内保持水和油(正十六烷)在薄膜上的接触角均为0°。
实施例47.
在室温下,将四辛烯甘醇钛23.04mol,四氯化锡0.3mol,六水硝酸锌0.5mol,六氯化钨0.06mol,二氯二氧二甲基二氯硅烷0.1mol(此时四辛烯甘醇钛占金属盐总量的96%),加入到73.5mol的氯仿溶剂中,用超声波使金属盐分散均匀之后,得到透明的溶胶;
(2)将1.9mol的二缩三乙二醇稳定剂加入到所得到的透明溶胶中,强烈搅拌下缓慢滴加0.58mol的醋酸催化剂,继续搅拌约2.5小时,生成含有部分水解的金属盐的混合物;
(3)将上述混合物静置老化6小时,即制得纳米粒子均匀分散的透明溶胶;
(4)将上述的透明溶胶经旋涂于玻璃片上制成薄膜,在室温下干燥后,置于570℃的马氟炉中,保温0.3小时,得到透明薄膜;
(5)将透明薄膜经太阳光照射1小时,可得到具有可逆性的超双亲性薄膜。
该具有可逆性的超双亲性薄膜暗处保存时,能在30天内保持水和油(正十六烷)在薄膜上的接触角均为0°。
实施例48.
在室温下,将四辛烯甘醇钛27.44mol,四氯化锡0.2mol,无水氯化铝0.11mol,钼酸铵0.16mol,四氯化锆0.09mol(此时四辛烯甘醇钛占金属盐总量的98%),加入到69.2mol的乙醇溶剂中,用超声波使金属盐分散均匀之后,得到透明的溶胶;
(2)将2.3mol的1,3-丙二醇2.3mol稳定剂加入到所得到的透明溶胶中,强烈搅拌下缓慢滴加0.50mol的浓氨水催化剂,继续搅拌约5小时,生成含有部分水解的金属盐的混合物;
(3)将上述混合物静置老化3小时,即制得纳米粒子均匀分散的透明溶胶;
(4)将上述的透明溶胶经旋涂于铝片上制成薄膜,在室温下干燥后,置于550℃的马氟炉中,保温0.1小时,得到透明薄膜;
(5)将透明薄膜经532nm激光照射0.5小时,可得到具有可逆性的超双亲性薄膜。
该具有可逆性的超双亲性薄膜暗处保存时,能在30天内保持水和油(正十六烷)在薄膜上的接触角均为0°。
表1具有可逆性的超双亲性薄膜在暗处保存的表面水和油接触角变化
暗处存放的时间(天) | 水的接触角(度) | 油的接触角(度) |
0 | 0 | 0 |
1 | 0 | 0 |
2 | 0 | 0 |
3 | 0 | 0 |
4 | 0 | 0 |
5 | 0 | 0 |
10 | 0 | 0 |
15 | 0 | 0 |
20 | 0 | 0 |
25 | 0 | 0 |
30 | 0 | 0 |
32 | 1 | 0 |
34 | 2 | 0 |
36 | 2 | 0 |
38 | 3 | 0 |
40 | 4 | 0 |
42 | 5 | 0 |
44 | 5 | 0 |
46 | 6 | 1 |
48 | 6 | 0 |
50 | 7 | 1 |
52 | 9 | 2 |
54 | 12 | 2 |
56 | 13 | 3 |
60 | 15 | 2 |
62 | 17 | 4 |
64 | 20 | 5 |
66 | 22 | 4 |
68 | 23 | 6 |
70 | 22 | 7 |
72 | 25 | 7 |
74 | 24 | 8 |
76 | 26 | 9 |
78 | 28 | 9 |
80 | 30 | 10 |
82 | 30 | 13 |
84 | 32 | 14 |
86 | 34 | 15 |
88 | 35 | 14 |
90 | 36 | 15 |
Claims (11)
1.一种具有可逆性的超双亲性薄膜的制备方法,其特征在于:薄膜的制备步骤为:
(1)室温下,将0.5~32mol的金属盐加入到70~98mol的有机溶剂中,其中,所述金属盐是由摩尔含量为80~98%的钛盐和2~20%的其它金属盐组成,用超声波使金属盐在有机溶剂中分散均匀,得到一种透明的溶液;
(2)将0.1~6mol的稳定剂加入到上述透明溶液中,室温下,在强烈搅拌下缓慢滴加0.01~1.63mol的催化剂,滴加完后,继续搅拌约0.1~8小时,生成含有部分水解的金属盐的混合物;
(3)将上述混合物静置老化3~8小时,即制得纳米粒子均匀分散的透明溶胶;
(4)将上述的透明溶胶旋涂、喷涂或浸涂于基材表面,在室温下干燥后,置于550~720℃的马氟炉中,保温0.05~1.5小时,得到透明薄膜;
(5)将透明薄膜经导致超双亲性效果的外场作用10分钟~5小时后,得到具有可逆性的超双亲性薄膜。
2.如权利要求1所述的具有可逆性的超双亲性薄膜的制备方法,其特征在于:在步骤(5)后进一步包括步骤(6):将具有可逆性的超双亲性薄膜经消除超双亲性效果的外场诱导。
3.如权利要求1所述的具有可逆性的超双亲性薄膜的制备方法,其特征在于:所述钛盐是钛酸四丁酯、钛酸四乙酯、钛酸四异丙酯、钛酸四(2-乙基己)酯、钛酸四(十七)酯、二异丙氧基-二乙酰丙酮钛、二正丁氧基-二(三乙醇胺)钛、二羟基-二乳酸钛或四辛烯甘醇钛;其它金属盐是四氯化锡、醋酸锡、氯化锌、醋酸锌、六水硝酸锌、碳酸锌、六氯化钨、二氯二氧化钨、碱式乙酸铝二水、无水氯化铝、异丙氧基铝、六水二氯化锶、碳酸锶、三氯化铟、五水硝酸铟、醋酸铟、钼酸铵、五氯化铌、四氯硅烷、四溴硅烷、硅酸四乙酯、硅酸四丁酯、二甲氧基二乙氧基硅烷、二甲基二氯硅烷、四氯化锆、五水硝酸锆或次氯酸锆。
4.如权利要求1所述的具有可逆性的超双亲性薄膜的制备方法,其特征在于:所述有机溶剂是乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、丙酮、氯仿、正己烷、苯、甲苯或四氯化碳。
5.如权利要求1所述的具有可逆性的超双亲性薄膜的制备方法,其特征在于:所述稳定剂是乙二醇、一缩二乙二醇、二缩三乙二醇、甘油或1,3-丙二醇。
6.如权利要求1所述的具有可逆逆性的超双亲性薄膜的制备方法,其特征在于:所述催化剂是浓盐酸、醋酸、浓硝酸、浓硫酸或浓氨水。
7.如权利要求1所述的具有可逆性的超双亲性薄膜的制备方法,其特征在于:所述导致超双亲性效果的外场诱导是紫外光照射、等离子体激发、激光照射、400~500nm可见光照射、氩离子轰击或微波激发。
8.如权利要求1所述的具有可逆性的超双亲性薄膜的制备方法,其特征在于:所述消除超双亲性效果的外场诱导是超声波或pH=4~6的弱酸环境。
9.如权利要求1~8任一项所述的方法制备的具有可逆性的超双亲性薄膜,其特征在于:所述薄膜由摩尔含量为80~98%的TiO2纳米粒子和2~20%的金属氧化物纳米粒子组成,所述纳米粒子的粒径为50~80nm。
10.如权利要求9所述的具有可逆性的超双亲性薄膜,其特征在于:所述金属氧化物纳米粒子选自SnO2、ZnO、WO3、Al2O3、SrTiO3、In2O3、MoO3、Nb2O3、SiO2、ZrO2或它们的混合物。
11.如权利要求9~10所述的具有可逆性的超双亲性薄膜的用途,其特征在于:所述的薄膜用于玻璃、镜面、金属或陶瓷的基材表面的防雾或自清洁;用于精密仪器的轴承表面修饰;用于柱层析填料的修饰。
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