一種玻璃基底上OTS自組裝薄膜的改性方法技術(shù)

一種玻璃基底上OTS自主裝薄膜的改性方法，步驟一：將載玻片用氯仿、丙酮、乙醇、去離子水分別清洗，各超聲5min；二：將玻璃基底用5％-15％的HF溶液浸泡超聲5min，用去離子水清洗；三：將30ml濃過氧化氫溶液加入70ml濃硫酸中，靜置2h，配成piranha洗液；四：將玻璃基底放入piranha洗液中，水浴保溫90℃，浸泡30min后停止，冷卻后倒出濃硫酸，用去離子清洗，再用Ar吹干；五：在充滿Ar氣的手操箱中，將玻璃基底放入濃度為1％的OTS甲苯溶液中，在手操箱中室溫浸泡24h；六：取出玻璃基底，依次用甲苯、丙酮分別晃動(dòng)清洗；七：再將玻璃基底用乙醇浸泡5min中，在手操箱中晾干后取出。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【專利摘要】一種玻璃基底上OTS自主裝薄膜的改性方法，步驟一：將載玻片用氯仿、丙酮、乙醇、去離子水分別清洗，各超聲5min；二：將玻璃基底用5％-15％的HF溶液浸泡超聲5min，用去離子水清洗；三：將30ml濃過氧化氫溶液加入70ml濃硫酸中，靜置2h，配成piranha洗液；四：將玻璃基底放入piranha洗液中，水浴保溫90℃，浸泡30min后停止，冷卻后倒出濃硫酸，用去離子清洗，再用Ar吹干；五：在充滿Ar氣的手操箱中，將玻璃基底放入濃度為1％的OTS甲苯溶液中，在手操箱中室溫浸泡24h；六：取出玻璃基底，依次用甲苯、丙酮分別晃動(dòng)清洗；七：再將玻璃基底用乙醇浸泡5min中，在手操箱中晾干后取出。【專利說明】一種玻璃基底上OTS自組裝薄膜的改性方法【
】 本專利技術(shù)涉及一種玻璃基底上OTS (十八烷基三氯硅烷)自組裝薄膜的改性方法，通過氫氟酸(HF)處理改變玻璃基底表面結(jié)構(gòu)，在該基底上制備的OTS自組裝薄膜的疏水性能(與水的互相排斥作用)顯著提高，屬于材料等
。【
技術(shù)介紹
】自組裝膜制備技術(shù)是一種20世紀(jì)80年代發(fā)展起來的分子有序組裝技術(shù)，它能在特定的基底上制備出具有特定結(jié)構(gòu)和性能的薄膜。近年來，一些具有疏水性的自組裝薄膜材料獲得了人們的廣泛關(guān)注，OTS是其中十分活躍的研究領(lǐng)域。OTS有機(jī)分子在基底上的排列方式及基底的表面結(jié)構(gòu)性質(zhì)影響著其物理化學(xué)性能，并進(jìn)一步?jīng)Q定其在抗摩擦領(lǐng)域、堿金屬自旋緩沖材料領(lǐng)域及疏水性材料領(lǐng)域的應(yīng)用。目前，OTS作為一種良好的疏水性材料,其成膜機(jī)理已日臻成熟，同時(shí)對(duì)其在玻璃或者娃片上自組裝薄膜的進(jìn)一步改性也越來越受到人們的重視。有研究學(xué)者已經(jīng)對(duì)OTS自組裝薄膜進(jìn)行了多種改性，從而進(jìn)一步提高其疏水性能。例如，利用溶膠-凝膠法在玻璃表面形成粗糙度適宜的二氧化硅(S12)薄膜，再在其上面自組裝OTS薄膜，制備出了超疏水的OTS-S12復(fù)合薄膜，但是其制作流程較為復(fù)雜。本專利申請(qǐng)專利技術(shù)一種通過腐蝕法，可以簡(jiǎn)單處理得到具有合適多孔結(jié)構(gòu)的玻璃基底的方法，選擇氫氟酸溶液作為腐蝕劑，甲苯作為有機(jī)溶劑，并且通過控制HF溶液的濃度可以使基底具有不同的表面結(jié)構(gòu)特征。再在其上面自主裝的OTS薄膜的疏水性能得到顯著提高。且通過乙醇與自組裝后的未能完全反應(yīng)的OTS再進(jìn)行反應(yīng)，能進(jìn)一步提高OTS薄膜的疏水性能。【
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
】1、目的:本專利技術(shù)在于提供一種制備多孔玻璃基底，并在其上自組裝OTS薄膜的方法。這種方法簡(jiǎn)便易行，且其表面多孔結(jié)構(gòu)能顯著提高薄膜的疏水性能。2、本方案的技術(shù)解決方案:玻璃基底上OTS自主裝薄膜的改性方法:將切割好的載玻片作為玻璃基底依次放入充足的氯仿，丙酮，乙醇，去離子水中清洗，然后放入裝有質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5% -15%范圍的HF溶液的塑料瓶中。再將塑料瓶放入超聲機(jī)中超聲5min后，用塑料鑷子取出玻璃基底，再用大量去離子水清洗。接著將玻璃基底放入90 0C的食人魚(piranha)洗液(體積比濃H2SO4 =H2O2溶液=7:3 ;濃H2SO4質(zhì)量分?jǐn)?shù)為95% -98%,H2O2溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%)中，水浴恒溫90°C保溫30min(分鐘)。停止加熱自然冷卻到室溫后取出玻璃基底，用大量去離子水沖洗干凈后置于氬氣(Ar)氣流中晾干。然后再將其置入?yún)捬醐h(huán)境中的濃度為1%的OTS甲苯溶液中浸泡24h(小時(shí))。最后在厭氧環(huán)境中取出，依次用甲苯丙酮清洗干凈，再用乙醇浸泡5min，取出后在厭氧環(huán)境中自然晾干。綜上所述，本專利技術(shù)一種玻璃基底上OTS自主裝薄膜的改性方法，具體步驟如下: 步驟一:將切割好的載玻片作為玻璃基底依次放入盛有氯仿、丙酮、乙醇、去離子水的燒杯中分別清洗，各超聲1min ；步驟二:用移液管向塑料器皿中加入適量的去離子水，再向其中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于等于40%的HF溶液，然后超聲5min，使其均勻混合，得到所需質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5% -15%的HF溶液；將清洗干凈的玻璃基底放入其中，超聲5min，再用塑料鑷子取出玻璃基底，用大量去離子水沖洗，然后用充足的去離子水超聲2次，各1min ；步驟三:將30ml濃過氧化氫溶液緩慢加入到盛有70ml濃硫酸的燒杯中，靜置lh，以待其混合均勻并冷卻到室溫，制成piranha洗液以備用(該piranha洗液需現(xiàn)配現(xiàn)用，不能保存很長(zhǎng)時(shí)間，且不能保存于密封瓶中)；步驟四:將玻璃基底放入步驟三中的混合溶液中，水浴保溫90°C，浸泡30min后停止加熱，待其自然冷卻后，倒出濃硫酸，用去離子水沖洗玻璃基底，再用去離子水超聲3次，各超聲lOmin，用鑷子取出玻璃基底放入流動(dòng)的Ar氣氛的玻璃管中吹干；步驟五:在充滿Ar氣的手操箱中，用移液管向20ml燒杯中加入1ml甲苯，再用移液管向其中加入lOulOTS，用移液管槍頭輕輕攪拌5min，使其均勻，將用Ar吹干的玻璃基底放入以上溶液中，在手操箱中室溫浸泡24h ；步驟六:在充滿Ar的手操箱中，用鑷子取出玻璃基底，依次放入盛有甲苯丙酮的燒杯中晃動(dòng)，清洗；步驟七:為進(jìn)一步提高其疏水性能，再在充滿Ar的手操箱中，將玻璃基底用乙醇浸泡5min中，在手操箱中晾干后取出。其中，在步驟一中所述的“載玻片”，是指在顯微鏡下觀察東西時(shí)用來放東西的玻璃片。其中，在步驟二中所述的“質(zhì)量分?jǐn)?shù)”，是指溶質(zhì)質(zhì)量與溶液質(zhì)量之比。其中，在步驟三中所述的“濃過氧化氫溶液”，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%。其中，在步驟三中所述的“濃硫酸”，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為95% -98%。3、本專利技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是:HF溶液與玻璃基底發(fā)生反應(yīng)，能將其表面腐蝕成具有多孔結(jié)構(gòu)的玻璃。在此基底上自組裝的OTS薄膜，由于其合適的表面多孔結(jié)構(gòu)顯著提高了 OTS薄膜的疏水性能。且此方法操作過程簡(jiǎn)單。【【專利附圖】【附圖說明】】圖1:本專利技術(shù)所述的改性方法步驟流程圖圖中代號(hào)說明如下:圖1中HF代表氫氟酸，Piranha洗液代表質(zhì)量濃H2SO4和H2O2溶液的混合溶液其體積比為?:3 ;濃H2SO4質(zhì)量分?jǐn)?shù)為95% -98%, H2O2溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%，Ar代表氬氣，OTS代表十八烷基三氯硅烷。【【具體實(shí)施方式】】下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本專利技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)說明，但本專利技術(shù)的保護(hù)范圍并不僅限于下列實(shí)施例，應(yīng)包括專利申請(qǐng)書中的全部?jī)?nèi)容。實(shí)施例1 本專利技術(shù)一種玻璃基底上OTS自主裝薄膜的改性方法，見圖1所示，其具體步驟如下:步驟一:將切割好的載玻片作為玻璃基底依次放入盛有充足的氯仿，丙酮，乙醇，去尚子水的燒杯中分別清洗，各超聲lOmin。步驟二:用移液管向干凈的塑料器皿中加入35ml去離子水，再用移液管取5ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于等于40%的HF溶液加入到該溶液中，超聲5min，使其均勻混合，將清洗干凈的玻璃基底放入其中，超聲5min，再用塑料鑷子取出玻璃基底，用大量去離子水沖洗，然后用充足的去離子水超聲2次，各lOmin。步驟三:將30ml濃過氧化氫溶液(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30% )緩慢加入到盛有70ml濃硫酸(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為95% -98% )的燒杯中，靜置lh，以待其混合均勻并冷卻到室溫，制成piranha洗液以備用。步驟四:將玻璃基底放入步驟三中的混合溶液中，水浴保溫90°C，浸泡30min后停止加熱，待其自然冷卻后，倒出濃硫酸，用大量去離子水沖洗玻璃基底，再用去離子水超聲3次，各超聲1min，用鑷子取出玻璃本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種玻璃基底上OTS自主裝薄膜的改性方法，其特征在于：具體步驟如下：步驟一：將切割好的載玻片作為玻璃基底依次放入盛有氯仿、丙酮、乙醇、去離子水的燒杯中分別清洗，各超聲10min；步驟二：用移液管向塑料器皿中加入適量的去離子水，再向其中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于等于40％的HF溶液，然后超聲5min，使其均勻混合，得到所需質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％?15％的HF溶液；將清洗干凈的玻璃基底放入其中，超聲5min，再用塑料鑷子取出玻璃基底，用大量去離子水沖洗，然后用充足的去離子水超聲2次，各10min；步驟三：將30ml濃過氧化氫溶液緩慢加入到盛有70ml濃硫酸的燒杯中，靜置1h，以待其混合均勻并冷卻到室溫，制成piranha洗液以備用；步驟四：將玻璃基底放入步驟三中的混合溶液中，水浴保溫90℃，浸泡30min后停止加熱，待其自然冷卻后，倒出濃硫酸，用去離子水沖洗玻璃基底，再用去離子水超聲3次，各超聲10min，用鑷子取出玻璃基底放入流動(dòng)的Ar氣氛的玻璃管中吹干；步驟五：在充滿Ar氣的手操箱中，用移液管向20ml燒杯中加入10ml甲苯，再用移液管向其中加入100ulOTS，用移液管槍頭輕輕攪拌5min，使其均勻，將用Ar吹干的玻璃基底放入以上溶液中，在手操箱中室溫浸泡24h；步驟六：在充滿Ar的手操箱中，用鑷子取出玻璃基底，依次放入盛有甲苯丙酮的燒杯中晃動(dòng)，清洗；步驟七：為進(jìn)一步提高其疏水性能，再在充滿Ar的手操箱中，將玻璃基底用乙醇浸泡5min中，在手操箱中晾干后取出。...

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張俊英，毛梁，高紅，房建成，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：北京航空航天大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：北京;11