一种二维有序介孔碳骨架薄膜材料的制备方法

摘要

本发明属于无机材料技术领域，具体为一种二维有序介孔碳骨架薄膜材料的制备方法。本发明采用溶液法制得单分散四氧化三铁纳米颗粒，通过溶剂挥发诱导纳米颗粒在不同基底上自组装成有序的纳米超晶格二维薄膜，再将颗粒表面的有机分子高温碳化获得碳包覆的四氧化三铁纳米超晶格二维薄膜，在薄膜表面镀一层聚合物后，通过刻蚀将四氧化三铁纳米颗粒和基底除去以获得有聚合物包覆的高度有序的二维介孔碳骨架薄膜材料。本发明方法简单，原料易得，成本较低，可对薄膜的厚度及介孔碳骨架的尺寸进行调控。基于二维有序介孔碳骨架薄膜具有较大的比表面积和孔体积，表面易于修饰等特点，本发明将在吸附与分离、传感、储能等方面具有巨大的应用前景。

主权项

一种二维有序介孔碳骨架薄膜材料的制备方法，其特征在于具体步骤如下：（1）以油酸铁作为前驱体，油酸作为配体，采用高温溶液法制备单分散的四氧化三铁纳米颗粒，纳米颗粒表面由油酸分子所包覆；将上述纳米颗粒溶于非极性溶剂中，形成稳定的四氧化三铁纳米颗粒胶体溶液；（2）控制四氧化三铁纳米颗粒胶体溶液的溶剂挥发速率，诱导纳米颗粒在基底上自组装，溶剂完全挥发后即得到高度有序的纳米颗粒超晶格薄膜；（3）将四氧化三铁纳米颗粒超晶格薄膜在惰性气氛下高温煅烧，碳化纳米颗粒表面的油酸配体分子，得到碳包覆的四氧化三铁纳米超晶格二维薄膜材料；（4）在碳包覆的四氧化三铁纳米超晶格二维薄膜表面镀一层聚合物；（5）将薄膜于特定环境下刻蚀，去除四氧化三铁纳米颗粒和基底，得到具有高比表面积、孔道结构连续的二维介孔碳骨架薄膜材料。