[发明专利]一种制备双羟基氧化物‑壳聚糖复合薄膜的方法和装置

权利要求书

1.一种制备双羟基氧化物-壳聚糖复合薄膜的方法，其特征在于：包括如下步骤，

第一步，双羟基氧化物纳米片的制备和改性；所述改性是指将所述双羟基氧化物接上疏水性氨端基硅烷。

第二步，将改性后的双羟基氧化物置于水面上，形成一层单层紧密排列的双羟基氧化物层；

第三步，将双羟基氧化物层转置于聚四氟乙烯微孔滤膜上，并使双羟基氧化物纳米片之间预留一定间隙；所述微孔滤膜的孔径为0.2微米，所述微孔滤膜固定于微孔陶瓷基座上，所述微孔陶瓷基座包括位于基座内部的空腔，所述空腔与真空抽滤装置相连通。

第四步，将壳聚糖水溶液均匀喷涂于双羟基氧化物层上面，并填充所述双羟基氧化物纳米片之间预留的间隙；使用红外干燥灯干燥后形成一层壳聚糖层，所述壳聚糖与双羟基氧化物通过氢键结合。

第五步，重复第二步和第三步，在所述壳聚糖层上面制备下一层双羟基氧化物层；再重复第四步，在所述双羟基氧化物层制备下一层壳聚糖层；重复此步骤50次，形成一张颜色可控高强度大面积的双羟基氧化物-壳聚糖复合薄膜；将所述薄膜连同微孔滤膜一起从所述基座上取下来，并将二者分离。将所述微孔滤膜清洗后，重复使用5次；所述薄膜厚度为120微米至130微米，具有层状“砖墙”结构，拉伸强度为80MPa至170MPa。

2.根据权利要求1所述一种制备双羟基氧化物-壳聚糖复合薄膜的方法，其特征在于：第一步中所述双羟基氧化物纳米片包括红色的钴铝双羟基氧化物纳米片，黄色的镁铁双羟基氧化物纳米片，蓝色的铜铝双羟基氧化物纳米片，绿色的铁铝双羟基氧化物纳米片，白色的镁铝双羟基氧化物纳米片中的一种或任意一种组合；所述制备方法为恒温共沉淀。所述双羟基氧化物的改性具体步骤是：将氨丙基三乙氧基硅烷，甲醇，去离子水按照2:5:15的体积比混合并搅拌60分钟；所得混合溶液加入10wt％的所述双羟基氧化物纳米片，搅拌8至10分钟；将反应所得的改性后的双羟基氧化物纳米片过滤并用去离子水及乙醇各清洗3次，然后分散于乙醇溶液中，其中所述双羟基氧化物的含量为10wt％。

3.根据权利要求1所述一种制备双羟基氧化物-壳聚糖复合薄膜的方法，其特征在于：第二步具体是将第一步所得分散于乙醇溶液的双羟基氧化物注入内部装有搅拌棒，底部装有注射孔及控制开关的储液室中，所述储液室固定在线性定位平台上，由所述线性定位平台控制其空间位置的移动，所述搅拌棒由电机驱动，开启时通过搅拌保证所述双羟基氧化物均匀分散于乙醇溶液中，当所述控制开关打开时，所述双羟基氧化物的乙醇混合液注入预设区域范围的水面上，其中所述经过疏水性改性的双羟基氧化物自动排列与水-气界面上，即浮于水面上，形成一层单层紧密排列的双羟基氧化物层。所述预设区域范围由一个一半位于水面上一半位于水面下的环状固定环所决定，其中所述固定环中间位置包含多个直径为1mm的圆孔，过量的双羟基氧化物可以从这些圆孔中挤出，所述固定环内部还包含压电陶瓷，启动时驱动固定环在垂直方向上振动，促使所述双羟基氧化物层中的纳米片均匀有序排列。

4.根据权利要求1所述一种制备双羟基氧化物-壳聚糖复合薄膜的方法，其特征在于：第三步中将所述基座平面稍微倾斜，与水-气界面，即水平面形成一个10度的夹角；当所述基座由水面下垂直上升至水面上时，将所述双羟基氧化物层转置于聚四氟乙烯微孔滤膜上，并保证所述纳米片之间留有微小的间隙。当基座上升至水面上之后，将所述基座平面调整至水平，并启动所述真空抽滤装置2分钟。

5.根据权利要求1所述一种制备双羟基氧化物-壳聚糖复合薄膜的方法，其特征在于：第四步中所述壳聚糖水溶液中壳聚糖的含量为1wt％，当所述基座上升至水面上并调整至水平后，位于水面上方，基座下方的两片挡板合拢，将水面遮挡起来，然后壳聚糖溶液在高压气流的作用下从喷涂装置的储液室流到喷嘴，均匀喷涂于双羟基氧化物层上面，开启喷涂装置上的红外干燥灯2分钟，收回所述两片挡板。

6.一种制备双羟基氧化物-壳聚糖复合薄膜的装置，其特征在于：包括储液箱体，基座，真空抽滤装置，环状固定环，两片挡板，线性定位平台，固定于该定位平台的3个储液室，喷涂装置，红外干燥灯，控制主机；所述储液箱体包含入水口，出水口，水位控制装置，所述储液箱体主体为不锈钢材料，内壁为聚四氟乙烯材料；所述基座主体为微孔陶瓷材料，包含位于基座内部的空腔，位于基座上方的4个固定装置，位于基座下方的倾角调节装置和电动升降杆，所述空腔与所述真空抽滤装置相连通；所述环状固定环一半位于水面上一半位于水面下，所述固定环中间位置包含多个直径为1mm的圆孔，所述固定环内部还包含压电陶瓷，启动时驱动固定环在垂直方向上振动；所述两片挡板固定于所述储液箱体上缘，通过4个电动滑轨与所述储液箱体相连；所述线性定位平台为三维线性定位平台，精度为1微米；所述3个储液室内部各装有独立搅拌棒，底部各装有独立注射孔及所述注射孔的独立控制开关，所述储液室固定在线性定位平台上，由所述线性定位平台控制其空间位置的移动，所述搅拌棒由电机驱动，所述电机由独立启停开关控制；所述喷涂装置位于所述基座的正上方，包含储液室，超声发生器及其控制开关，喷嘴，高压气流进气口及其控制开关，所述高压气流进气口与高压氮气气罐相连接；所述红外干燥灯通过一个可围绕所述喷涂装置旋转的圆环固定于所述喷涂装置的上方，包含灯泡，灯罩和控制开关，所述红外干燥灯的照射方向对准所述基座。所述控制主机与装置的其他组件连接，控制其他组件的移动，倾斜和工作状态的启停。