金属调控嵌段高分子材料结构的方法技术

本发明专利技术公开了金属调控嵌段高分子材料结构的方法，具体涉及复合材料领域，通过将金属离子溶液与旋涂膜混合，并进行退火处理，将金属粒子引入PS

【技术实现步骤摘要】
金属调控嵌段高分子材料结构的方法


[0001]本专利技术涉及复合材料
，更具体地说，本专利技术涉及金属调控嵌段高分子材料结构的方法。

技术介绍

[0002]金属纳米粒子，特别是贵金属和过渡金属，在催化、非线性光学、电子器件、材料科学领域有广泛的应用，这些金属纳米粒子在各个领域的应用取决于它们的大小、形状和分散状态，而这很大程度上依赖于所应用的制备工艺和方法。
[0003]嵌段共聚物在金属纳米粒子的制备中发挥了重要的作用，这也导致了一种重要的新型复合金属/嵌段共聚物材料的出现。根据制备的金属纳米粒子所处的环境和状态，提出了两种制备金属/嵌段共聚物复合材料的方法：第一种是使用保护剂和模板，前者是为了降低表面张力，增加金属胶体的稳定性，后者是利用嵌段共聚物的胶束来控制金属纳米粒子的尺寸和形状；第二种方法利用嵌段共聚物特有的微相分离结构，将其作为膜的模板。第二种方法可以严格控制相分离聚合物膜中金属纳米粒子的数量和位置，这对于设计半导体、光学材料和催化剂载体等高功能金属聚合物复合材料非常重要。金属纳米粒子不会对作为稳定剂或模板的共聚物造成损伤，但金属粒子的隔离对嵌段共聚物性能影响的研究较少，由于嵌段共聚物稳定剂或模板的变化对金属粒子的性能有一定的影响，研究嵌段共聚物稳定剂或模板的变化对有效控制金属纳米粒子和嵌段共聚物的尺寸具有重要意义。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术的上述缺陷，本专利技术的实施例提供金属调控嵌段高分子材料结构的方法，本专利技术所要解决的技术问题是：如何利用金属纳米粒子的隔离有效控制金属聚合物复合材料形貌结构。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：金属调控嵌段高分子材料结构的方法，通过将金属离子溶液与旋涂膜混合，并进行退火处理，将金属粒子引入PS
‑
PI
‑
PLA中，金属粒子选择性地沉积在PS
‑
PI
‑
PLA膜的PI域中，从而调控结构大小，其制备包括如下步骤：
[0006]S1：配制10
‑
100mM金属盐溶液，金属盐溶液为含Ag
+
溶液、含AuCl4‑
溶液或者含Fe
3+
溶液中的任意一种；
[0007]S2：将PS
‑
PI
‑
PLA三嵌段共聚物溶于甲苯中，然后将步骤S1中制得的金属盐溶液和PS
‑
PI
‑
PLA溶液在室温下黑暗中混合并剧烈搅拌均匀；将制备的混合物溶液立即旋转涂覆到导电氧化铟锡(ITO)或SiO2衬底上，制备出金属盐PS
‑
PI
‑
PLA薄膜；
[0008]S3：将步骤S2获得的薄膜放入管式炉中，在80
‑
250℃退火10
‑
24h，将添加的金属盐中的金属离子还原成纳米金属颗粒，得到金属/三嵌段共聚物复合材料薄膜；经过这一过程，Ag
+
被还原为Ag纳米颗粒，或者AuCl4‑
被还原为Au纳米颗粒，或者Fe
3+
被还原为Fe纳米颗粒。
[0009]在一个优选地实施方式中，所述步骤S1中的含Ag
+
溶液为硝酸银溶解于二甲基甲
酰胺溶液。
[0010]在一个优选地实施方式中，所述步骤S1中的含AuCl4‑
溶液为四氯金酸的乙醇溶液。
[0011]在一个优选地实施方式中，所述步骤S1中的含Fe
3+
溶液为三氯化铁的甲醇溶液。
[0012]在一个优选地实施方式中，所述步骤S3中退火的温度为100
‑
200℃，退火时间为12
‑
18h。
[0013]在一个优选地实施方式中，所述步骤S3中退火的温度为200℃，退火时间为15h。
[0014]在一个优选地实施方式中，所述步骤S3中退火的温度为100℃，退火时间为18h。
[0015]在一个优选地实施方式中，所述步骤S3中退火的温度为200℃，退火时间为12h。
[0016]在一个优选地实施方式中，所述步骤S3中退火的温度为100℃，退火时间为15h。
[0017]本专利技术的技术效果和优点：
[0018]本专利技术使用三嵌段共聚物PS
‑
PI
‑
PLA，通过将Ag
+
，AuCl4‑
或Fe
3+
溶液与旋涂膜混合，将Ag
+
，AuCl4‑
或Fe
3+
离子引入PS
‑
PI
‑
PLA中，经过退火处理，将Ag
+
被还原为Ag纳米颗粒，AuCl4‑
被还原为Au纳米颗粒，Fe
3+
被还原为Fe纳米颗粒，并选择性地沉积在PS
‑
PI
‑
PLA膜的PI域中，金属粒子降低了PLA中气孔对应的圆形区域的密度，增加了内外气孔的平均直径，金属的引入调控了结构的尺寸。
附图说明
[0019]图1为本专利技术的(a)PS
‑
PI
‑
PLA
‑
Ag、(c)PS
‑
PI
‑
PLA、(e)PS
‑
PI
‑
PLA
‑
Au薄膜的SEM图像；在NaOH溶液中处理去除PLA相后(b)PS
‑
PI
‑
Ag，(d)PS
‑
PI，(f)PS
‑
PI
‑
Au薄膜的SEM图像。
[0020]图2为本专利技术的(a)PS
‑
PI
‑
PLA
‑
Ag和(b)PS
‑
PI
‑
PLA
‑
Au薄膜的吸收光谱图。
[0021]图3为本专利技术(a)PS
‑
PI
‑
PLA，(b)PS
‑
PI
‑
PLA+FeCl3胶片的AFM高度图像。
具体实施方式
[0022]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。
[0023]实施例1：
[0024]本专利技术提供了金属调控嵌段高分子材料结构的方法，通过将金属离子溶液与旋涂膜混合，并进行退火处理，将金属粒子引入PS
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PI
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PLA中，金属粒子选择性地沉积在PS
‑
PI
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PLA膜的PI域中，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.金属调控嵌段高分子材料结构的方法，其特征在于：通过将金属离子溶液与旋涂膜混合，并进行退火处理，将金属粒子引入PS
‑
PI
‑
PLA中，金属粒子选择性地沉积在PS
‑
PI
‑
PLA膜的PI域中，从而调控结构大小，其制备包括如下步骤：S1：配制10
‑
100mM金属盐溶液，金属盐溶液为含Ag
+
溶液、含AuCl4‑
溶液或者含Fe
3+
溶液中的任意一种；S2：将PS
‑
PI
‑
PLA三嵌段共聚物溶于甲苯中，然后将步骤S1中制得的金属盐溶液和PS
‑
PI
‑
PLA溶液在室温下黑暗中混合并剧烈搅拌均匀；将制备的混合物溶液立即旋转涂覆到导电氧化铟锡(ITO)或SiO2衬底上，制备出金属盐PS
‑
PI
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PLA薄膜；S3：将步骤S2获得的薄膜放入管式炉中，在80
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250℃退火10
‑
24h，将添加的金属盐中的金属离子还原成纳米金属颗粒，得到金属/三嵌段共聚物...

【专利技术属性】
技术研发人员：王维君，席秋波，
申请(专利权)人：上海卓笙环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：