[发明专利]一种酞菁与多金属氧酸盐三阶非线性光学自组装薄膜及其制备方法

权利要求书

1.一种酞菁与多金属氧酸盐三阶非线性光学自组装薄膜，其特征在于，该薄膜从下至上由基底、前驱膜和交替沉积层组成；所述前驱膜由聚烯丙基胺盐酸盐层和聚苯乙烯磺酸钠层交替沉积而成，前驱膜最下层为聚苯乙烯磺酸钠层且与基底连接，前驱膜最上层也为聚苯乙烯磺酸钠层且与交替沉积层连接；所述的交替沉积层由多金属氧酸盐层和酞菁层交替沉积而成，其中交替沉积层的最下层为多金属氧酸盐层。

2.根据权利要求1所述的酞菁与多金属氧酸盐三阶非线性光学自组装薄膜的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：

(1)配制聚烯丙基胺盐酸盐和NaCl的水溶液，聚烯丙基胺盐酸盐的浓度为1.0×10^-2mol/L-1.0×10^-3mol/L，NaCl浓度为0.5-2M，用盐酸调pH值为1-5；配制浓度为1.0×10^-2mol/L-1.0×10^-3mol/L的聚苯乙烯磺酸钠水溶液；配制浓度为1.0×10^-4mol/L-1.0×10^-3mol/L的酞菁的DMF溶液；配制浓度为1.0×10^-2mol/L-1.0×10^-3mol/L的Keggin型多金属氧酸盐水溶液，用盐酸调pH值为1-5；

(2)将处理后的基底放入聚烯丙基胺盐酸盐和NaCl的水溶液中，浸泡5-30min，取出后用去离子水洗净氮气吹干；

(3)然后将基底浸泡于聚苯乙烯磺酸钠水溶液中5-30min，取出后用去离子水洗净氮气吹干；接着放入聚烯丙基胺盐酸盐和NaCl的水溶液中浸泡5-30min，取出后用去离子水将基底洗净氮气吹干；

(4)重复步骤(3)1-5次，在基底表面获得前驱膜；

(5)将经步骤(3)或步骤(4)处理后的基底先后交替放入Keggin型多金属氧酸盐水溶液和酞菁的DMF溶液中进行浸泡5-30min，每次浸泡过Keggin型多金属氧酸盐水溶液的基底用去离子水洗净氮气吹干，每次浸泡过酞菁的DMF溶液的基底用DMF洗净氮气吹干，交替浸泡1-50次，即得到酞菁与多金属氧酸盐三阶非线性光学自组装薄膜。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述的聚烯丙基胺盐酸盐的重均分子量为15000-900000。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述的聚苯乙烯磺酸钠的重均分子量为70000-1000000。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述的Keggin型多金属氧酸盐的化学式为：H_nXM_12-mM’_mO₄₀，其中X＝P、Si、Ge或As；M＝Mo或W；M’＝V或Nb；m＝0-3；n＝3-5。

6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述的酞菁为2,9,16,23-四氨基铜酞菁。

7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述的基底为石英片、单晶硅片、玻璃片或织物。

8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述的基底处理方法为：基底为石英片、单晶硅片或玻璃片时，将基底置于体积比为7:3的浓H₂SO₄和双氧水混合溶液中，在80℃下清洗1h，取出用去离子水洗净，氮气吹干；再将基底置于氨水、双氧水、水的体积比为1：1：5的碱性溶液中，70℃下清洗1h，最后用去离子水冲洗干净，氮气吹干。

9.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述的基底处理方法为：基底为织物时，将织物浸入浓度为1M氯乙酸钠的5wt％NaOH溶液中，1h后取出，用蒸馏水冲洗2-3次，去除未反应的残留液，此时织物表面带有羧基。