[发明专利]复合膜及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种复合膜，其特征在于，包括依次层叠设置的第一富勒烯层、金属氧化物层、第二富勒烯层、量子点层和第三富勒烯层，所述第一富勒烯层、所述第二富勒烯层、所述第三富勒烯层的材料均为富勒烯，所述金属氧化物层的材料为金属氧化物纳米颗粒，所述量子点层的材料为量子点，且所述第一富勒烯层和所述金属氧化物层、所述金属氧化物层和所述第二富勒烯层、所述第二富勒烯层和所述量子点层、所述量子点层和所述第三富勒烯层均通过硅烷偶联剂修饰层交联结合，形成由交联体组成的交联界面，所述交联体的通式为M@(NH-R-SiO₃)_nC_m或M@(SH-R-SiO₃)_nC_m，其中，@表示交联结合，M为所述金属氧化物中的金属或所述量子点中的金属，C_m为富勒烯，R选自烃基或烃基衍生物，n＜m，所述金属氧化物纳米颗粒选自TiO₂、ZnO和SnO₂的至少一种。

2.如权利要求1所述的复合膜，其特征在于，所述金属氧化物纳米颗粒的粒径小于10nm。

3.如权利要求1所述的复合膜，其特征在于，所述金属氧化物纳米颗粒层的厚度为10-40nm；和/或

所述量子点层的厚度为30-100nm；和/或

所述第一富勒烯层的厚度为0.5-5nm；和/或

所述第二富勒烯层的厚度为0.5-5nm；和/或

所述第三富勒烯层的厚度为0.5-5nm。

4.如权利要求1-3任一项所述的复合膜，其特征在于，所述R选自-(CH₂)₃-、-(CH₂)₂-、-(CH₂)₂NH(CH₂)₃-、-(CH₂)₃NH(CH₂)₃-中的至少一种。

5.一种复合膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供富勒醇、硅烷偶联剂、金属氧化物纳米颗粒溶液和量子点溶液，将所述富勒醇与硅烷偶联剂混合后脱水，制备得到硅烷偶联剂修饰的富勒烯，其中，所述金属氧化物纳米颗粒溶液、所述量子点溶液呈碱性，所述硅烷偶联剂修饰的富勒烯的通式为(NH₂-R-SiO₃)_nC_m或(SH₂-R-SiO₃)_nC_m，R选自烃基或烃基衍生物，所述金属氧化物纳米颗粒选自TiO₂、ZnO和SnO₂的至少一种；

将所述硅烷偶联剂修饰的富勒烯沉积成膜，得到硅烷偶联剂修饰的第一富勒烯固态膜；

在所述硅烷偶联剂修饰的第一富勒烯固态膜上沉积金属氧化物纳米颗粒溶液，第一退火处理，制备金属氧化物固态膜，且所述金属氧化物固态膜与所述硅烷偶联剂修饰的第一富勒烯固态膜通过硅烷偶联剂交联结合；

在所述金属氧化物固态膜上沉积硅烷偶联剂修饰的富勒烯，得到硅烷偶联剂修饰的第二富勒烯固态膜；

在所述硅烷偶联剂修饰的第二富勒烯固态膜上沉积量子点溶液，第二退火处理，制备量子点固态膜，且所述量子点固态膜与所述硅烷偶联剂修饰的第二富勒烯固态膜通过硅烷偶联剂交联结合；

在所述量子点固态膜上沉积硅烷偶联剂修饰的富勒烯，得到硅烷偶联剂修饰的第三富勒烯固态膜。

6.如权利要求5所述的复合膜的制备方法，其特征在于，将所述硅烷偶联剂修饰的富勒烯沉积成膜，得到硅烷偶联剂修饰的第一富勒烯固态膜的步骤包括：提供硅烷偶联剂修饰的富勒烯溶液，通过溶液加工法在基板上沉积硅烷偶联剂修饰的富勒烯溶液，得到硅烷偶联剂修饰的第一富勒烯固态膜。