一种纳米多孔薄膜材料及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及功能材料技术领域，具体涉及一种纳米多孔薄膜材料及其制备方法和应用。

背景技术

红外光作为一种不可见光，波长在760nm至1000μm之间，是一种具有强热作用的电磁波，医学领域认为8μm～15μm这一段波长的电磁波与人体发射出来的远红外线波长相近，能与生物体内细胞的水分子产生最有效的共振，有效促进动植物的生长。远红外线对于人体，具有扩张毛细血管，促进血液循环，强化新陈代谢，增加组织再生力，提高机体免疫力的作用。

纳米材料在狭义上指在三维空间中至少有一维处于纳米尺寸或者由它们作为基本元素构成的材料。由于纳米材料具有极小的尺寸，它可以表现出许多奇特的特性，即光学、电学、力学等方面都会与传统的大块物体有巨大差异。纳米多孔薄膜由于其透明、轻薄的特性，与传统的远红外产品相比，可表现出巨大优势。

现阶段制备纳米多孔薄膜的方法有多种，如气相沉积法、磁控溅射法、化学沉积法等。但是都存在一些问题，比如操作繁琐；对环境不友好；制备时间过久；制备出的薄膜有开裂、不均匀和孔隙率小等现象，且红外发射率不理想。

因此，当前大多数多孔薄膜无法满足高性能红外发射的实际需求。

发明内容

为了解决现有纳米多孔薄膜无法满足高性能红外发射需求的问题，本发明提出了一种纳米多孔薄膜材料及其制备方法和应用。

本发明的技术方案如下：

一种纳米多孔薄膜材料，结构通式为A

优选地，所述纳米多孔薄膜材料的孔径为10nm～300nm，厚度为150nm～450nm。

优选地，所述纳米多孔薄膜材料的红外热辐射率60％～90％。

本发明还提供一种纳米多孔薄膜材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、利用高分子辅助沉积法制备A

S2、利用旋涂法在衬底上沉积A

优选地，步骤S1具体包括以下子步骤：

S11、在含有A盐和B盐的盐溶液中，加入柠檬酸搅拌至完全溶解，得到溶液M；

S12、将聚乙烯亚胺(PEI)加入的去离子水中并搅拌至完全溶解，得到溶液N；

S13、将溶液N加入到溶液M中，然后继续螯合，得到溶液O；

S14、将溶液O浓缩，即得到前驱体溶液。

优选地，所述A盐和B盐均选自硝酸盐或醋酸盐；所述A盐和B盐的摩尔比为(0.8～1)：(0.8～1)；所述盐、一水合柠檬酸和聚乙烯亚胺的摩尔比为1：(1.5～2.5)：(5×10

优选地，步骤S13中所述螯合的时间为6h～14h；步骤S14中所述浓缩温度为50℃～90℃，所述浓缩后的溶液浓度为0.01mol/L～0.2mol/L。

优选地，步骤S2具体包括以下子步骤：

S21、将衬底预处理，然后预热；

S22、在预热好的衬底上涂覆前驱体溶液，匀胶；

S23、将匀胶好的薄膜置于恒温加热台上，固定薄膜的厚度；

S24、重复步骤S22～S23，直到达到目标厚度，得到薄膜；

S25、将薄膜煅烧后冷却，得到纳米多孔薄膜材料。

优选地，步骤S21中所述预热的温度为250℃～450℃，预热的时间为3min～10min；步骤S22中所述匀胶的转速为1500r/min～10000r/min；步骤S23中所述薄膜置于恒温加热台上加热温度为250℃～450℃，加热时间为3min～10min；步骤S24中所述目标厚度为150nm～450nm；步骤S25中所述煅烧具体为：以1℃/min～5℃/min的速率升温至600℃～1200℃，煅烧4h～10h。

优选地，在匀胶过程中所述衬底通过真空抽滤机吸附于片托上，或者卡接/粘接在片托上。

本发明还提供一种如上所述的纳米多孔薄膜材料作为红外发射膜的应用。

与现有技术相比，本发明的具体有益效果为：

1.本发明提供的纳米多孔薄膜产品孔径以及厚度适中，不会因孔径太大或厚度太大导致薄膜出现明显开裂，难以贴附于衬底上；也避免了因孔径或厚度太小对热红外发射率的不利影响；

2.本发明提供的纳米多孔薄膜材料结构完整、连续，具备高红外发射率的良好性能，由于它的多孔结构，导致它有着很大的比表面积，在红外热辐射方面也有一定的规律，会随着温度的升高，红外发射率也会有所升高。

3.本发明提供的纳米多孔薄膜材料制备方法，通过调节前驱体溶液浓度和烧结温度可以调节纳米孔洞的大小，且旋涂面积大，制备得到的产品厚度轻薄，为纳米级别。

本发明提供的纳米多孔薄膜在红外热辐射方面具有广阔的应用前景。

附图说明

图1为制备A

图2为用A

图3为实施例1中制备的前驱体溶液GdCoO

图4为实施例1中制备的GdCoO

图5为实施例1中制备的GdCoO

图6为实施例2中制备的前驱体溶液GdFeO

图7为实施例2中制备的GdFeO

图8为实施例3中制备的SmCoO

图9为实施例4中制备的SmFeO

图10为实施例5中制备的GdCoO

图11为实施例6中制备的GdCoO

图12为实施例7中制备的GdCoO

图13为实施例8中制备的GdCoO

图14为实施例9中制备的GdCoO

图15为实施例10中制备的GdCoO

图16为实施例11中制备的GdCoO

图17为GdFeO

图18为SmCoO

图19为SmFeO

图20为GdCo

图21为GdCo

图22为GdCo

图23为不同厚度的GdCoO3纳米多孔薄膜在400℃下的中红外波段平均发射率测试结果；

图24为不同煅烧温度下GdCoO

图25为不同测试温度下GdMnO

具体实施方式

本发明提供的制备方法通过两个步骤得到纳米多孔薄膜材料A

为使本发明的技术方案更加清楚，下面将结合本发明的说明书附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，需要说明的是，以下实施例仅用于更好地理解本发明的技术方案，而不应理解为对本发明的限制。

实施例1.

(1)将总物质的量为1mmol的Gd和Co的硝酸盐按照1：1比例称重混合放入烧杯中，加入5mL去离子水搅拌；

(2)搅拌8min后加入2.5mmol一水合柠檬酸继续搅拌，记为溶液A；

(3)用烧杯称取0.5g的PEI，加入10mL的去离子水并搅拌60min，记为溶液B；

(4)将溶液B加入到溶液A中，然后继续螯合8h，记为溶液C；

(5)将溶液C放入油浴锅中加热搅拌浓缩，温度设置为60℃，浓缩1.5h，最终获得0.05mol/L的前驱体溶液GdCoO

(6)将经抛光后的100单晶硅片切割成一定大小，然后分别用丙酮和无水乙醇超声10min，烘干备用；

(7)将处理好的硅衬底放在温度为300℃恒温加热台上预热3min；

(8)设置好匀胶机参数，转速为5000r/min，时间为30s，将预热好的硅衬底转移到匀胶机的片托上，然后打开真空抽滤机，将硅衬底牢牢吸住；

(9)用胶头滴管取部分浓度为0.05mol/L的GdCoO

(10)将匀胶好的第一层薄膜缓慢平稳的放置在恒温加热台上来固定薄膜第一层的厚度，接着涂第二、三、四......层，重复步骤(7)～(9)即可，本实施例旋涂40层，最终薄膜厚度为300nm；

(11)将薄膜在加热台加热后，置于马弗炉中以3℃/min的升温速率从室温升到750℃保持4h，最终自然降至室温得到GdCoO

图4为前驱体溶液浓度0.05mol/L，300nm厚750℃烧结的GdCoO

对本实施例制备的薄膜中各元素成分比例进行表征，EDS能谱见图5所示，薄膜中各元素成分比例见表1，可以证明本实施例成功制备得到了结构式为GdCoO

表1

实施例2.

(1)将总物质的量为1mmol的Gd和Fe的硝酸盐按照1：1比例称重混合放入烧杯中，加入5mL去离子水搅拌；

(2)搅拌8min后加入2mmol一水合柠檬酸继续搅拌，记为溶液A；

(3)用烧杯称取0.5g的PEI，加入10mL的去离子水并搅拌60min，记为溶液B；

(4)将溶液B加入到溶液A中，然后继续螯合8h，记为溶液C；

(5)将溶液C放入油浴锅中加热搅拌浓缩，温度设置为60℃，浓缩1.5h，最终获得0.05mol/L的前驱体溶液GdFeO

(6)将经抛光后的100单晶硅片切割成一定大小，然后分别用丙酮和无水乙醇超声10min，烘干备用；

(7)将处理好的硅衬底放在温度为300℃恒温加热台上预热3min；

(8)设置好匀胶机参数，转速为5000r/min，时间为30s，将预热好的硅衬底转移到匀胶机的片托上，然后打开真空抽滤机，将硅衬底牢牢吸住；

(9)用胶头滴管取部分浓度为0.05mol/L的GdFeO

(10)将匀胶好的第一层薄膜缓慢平稳的放置在恒温加热台上来固定薄膜第一层的厚度，接着涂第二、三、四......层，重复步骤(7)～(9)即可，本实施例旋涂40层，最终薄膜厚度为300nm；

(11)将薄膜在加热台加热后，置于马弗炉中以3℃/min的升温速率从室温升到750℃保持4h，最终自然降至室温得到GdFeO

图7为前驱体溶液浓度0.05mol/L，300nm厚750℃烧结的GdFeO

将本实施例中制备得到的GdFeO

实施例3.

(1)将总物质的量为1mmol的Sm和Co的硝酸盐按照1：1比例称重混合放入烧杯中，加入5mL去离子水搅拌；

(2)搅拌8min后加入2mmol一水合柠檬酸继续搅拌，记为溶液A；

(3)用烧杯称取0.7g的PEI，加入10mL的去离子水并搅拌60min，记为溶液B；

(4)将溶液B加入到溶液A中，然后继续螯合8h，记为溶液C；

(5)将溶液C放入油浴锅中加热搅拌浓缩，温度设置为60℃，浓缩1.5h，最终获得0.05mol/L的前驱体溶液SmCoO

(6)将经抛光后的100单晶硅片切割成一定大小，然后分别用丙酮和无水乙醇超声10min，烘干备用；

(7)将处理好的硅衬底放在温度为300℃恒温加热台上预热3min；

(8)设置好匀胶机参数，转速为5000r/min，时间为30s，将预热好的硅衬底转移到匀胶机的片托上，然后打开真空抽滤机，将硅衬底牢牢吸住；

(9)用胶头滴管取部分浓度为0.05mol/L的SmCoO

(10)将匀胶好的第一层薄膜缓慢平稳的放置在恒温加热台上来固定薄膜第一层的厚度，接着涂第二、三、四......层，重复步骤(7)～(9)即可，本实施例旋涂40层，最终薄膜厚度为300nm；

(11)将薄膜在加热台加热后，置于马弗炉中以3℃/min的升温速率从室温升到750℃保持4h，最终自然降至室温得到SmCoO

图8为前驱体溶液浓度0.05mol/L，300nm厚750℃烧结的SmCoO

将本实施例中制备得到的SmCoO

实施例4.

(1)将总物质的量为1mmol的Sm和Fe的硝酸盐按照1：1比例称重混合放入烧杯中，加入5mL去离子水搅拌；

(2)搅拌8min后加入1.5mmol一水合柠檬酸继续搅拌，记为溶液A；

(3)用烧杯称取0.65g的PEI，加入10mL的去离子水并搅拌60min，记为溶液B；

(4)将溶液B加入到溶液A中，然后继续螯合8h，记为溶液C；

(5)将溶液C放入油浴锅中加热搅拌浓缩，温度设置为60℃，浓缩1.5h，最终获得0.05mol/L的前驱体溶液SmFeO

(6)将经抛光后的100单晶硅片切割成一定大小，然后分别用丙酮和无水乙醇超声10min，烘干备用；

(7)将处理好的硅衬底放在温度为300℃恒温加热台上预热3min；

(8)设置好匀胶机参数，转速为5000r/min，时间为30s，将预热好的硅衬底转移到匀胶机的片托上，然后打开真空抽滤机，将硅衬底牢牢吸住；

(9)用胶头滴管取部分浓度为0.05mol/L的SmFeO

(10)将匀胶好的第一层薄膜缓慢平稳的放置在恒温加热台上来固定薄膜第一层的厚度，接着涂第二、三、四......层，重复步骤(7)～(9)即可，本实施例旋涂40层，最终薄膜厚度为300nm；

(11)将薄膜在加热台加热后，置于马弗炉中以3℃/min的升温速率从室温升到750℃保持4h，最终自然降至室温得到SmFeO

图9为前驱体溶液浓度0.05mol/L，300nm厚750℃烧结的SmFeO

将本实施例中制备得到的SmFeO

实施例5.

(1)将总物质的量为1mmol的Gd和Co的硝酸盐按照1：1比例称重混合放入烧杯中，加入5mL去离子水搅拌；

(2)搅拌8min后加入1.5mmol一水合柠檬酸继续搅拌，记为溶液A；

(3)用烧杯称取0.6g的PEI，加入10mL的去离子水并搅拌60min，记为溶液B；

(4)将溶液B加入到溶液A中，然后继续螯合8h，记为溶液C；

(5)将溶液C放入油浴锅中加热搅拌浓缩，温度设置为60℃，浓缩1.5h，最终获得0.05mol/L的前驱体溶液GdCoO

(6)将经抛光后的100单晶硅片切割成一定大小，然后分别用丙酮和无水乙醇超声10min，烘干备用；

(7)将处理好的硅衬底放在温度为300℃恒温加热台上预热3min；

(8)设置好匀胶机参数，转速为5000r/min，时间为30s，将预热好的硅衬底转移到匀胶机的片托上，然后打开真空抽滤机，将硅衬底牢牢吸住；

(9)用胶头滴管取部分浓度为0.05mol/L的GdCoO

(10)将匀胶好的第一层薄膜缓慢平稳的放置在恒温加热台上来固定薄膜第一层的厚度，接着涂第二、三、四......层，重复步骤(7)～(9)即可，本实施例旋涂20层，最终薄膜厚度为150nm；

(11)将薄膜在加热台加热后，置于马弗炉中以3℃/min的升温速率从室温升到750℃保持4h，最终自然降至室温得到GdCoO

图10为前驱体溶液浓度0.05mol/L，150nm厚750℃烧结的GdCoO

实施例6.

(1)将总物质的量为1mmol的Gd和Co的硝酸盐按照1：1比例称重混合放入烧杯中，加入5mL去离子水搅拌；

(2)搅拌8min后加入2mmol一水合柠檬酸继续搅拌，记为溶液A；

(3)用烧杯称取0.7g的PEI，加入10mL的去离子水并搅拌60min，记为溶液B；

(4)将溶液B加入到溶液A中，然后继续螯合8h，记为溶液C；

(5)将溶液C放入油浴锅中加热搅拌浓缩，温度设置为60℃，浓缩1.5h，最终获得0.05mol/L的前驱体溶液GdCoO

(6)将经抛光后的100单晶硅片切割成一定大小，然后分别用丙酮和无水乙醇超声10min，烘干备用；

(7)将处理好的硅衬底放在温度为300℃恒温加热台上预热3min；

(8)设置好匀胶机参数，转速为5000r/min，时间为30s，将预热好的硅衬底转移到匀胶机的片托上，然后打开真空抽滤机，将硅衬底牢牢吸住；

(9)用胶头滴管取部分浓度为0.05mol/L的GdCoO

(10)将匀胶好的第一层薄膜缓慢平稳的放置在恒温加热台上来固定薄膜第一层的厚度，接着涂第二、三、四......层，重复步骤(7)～(9)即可，本实施例旋涂60层，最终薄膜厚度为450nm；

(11)将薄膜在加热台加热后，置于马弗炉中以3℃/min的升温速率从室温升到750℃保持4h，最终自然降至室温得到GdCoO

图11为前驱体溶液浓度0.05mol/L，450nm厚750℃烧结的GdCoO

实施例7.

(1)将总物质的量为1mmol的Gd和Co的硝酸盐按照1：1比例称重混合放入烧杯中，加入5mL去离子水搅拌；

(2)搅拌8min后加入2.5mmol一水合柠檬酸继续搅拌，记为溶液A；

(3)用烧杯称取1g的PEI，加入10mL的去离子水并搅拌60min，记为溶液B；

(4)将溶液B加入到溶液A中，然后继续螯合8h，记为溶液C；

(5)将溶液C放入油浴锅中加热搅拌浓缩，温度设置为60℃，浓缩1.5h，最终获得0.05mol/L的前驱体溶液GdCoO

(6)将经抛光后的100单晶硅片切割成一定大小，然后分别用丙酮和无水乙醇超声10min，烘干备用；

(7)将处理好的硅衬底放在温度为300℃恒温加热台上预热3min；

(8)设置好匀胶机参数，转速为5000r/min，时间为30s，将预热好的硅衬底转移到匀胶机的片托上，然后打开真空抽滤机，将硅衬底牢牢吸住；

(9)用胶头滴管取部分浓度为0.05mol/L的GdCoO

(10)将匀胶好的第一层薄膜缓慢平稳的放置在恒温加热台上来固定薄膜第一层的厚度，接着涂第二、三、四......层，重复步骤(7)～(9)即可，本实施例旋涂40层，最终薄膜厚度为300nm；

(11)将薄膜在加热台加热后，置于马弗炉中以3℃/min的升温速率从室温升到775℃保持4h，最终自然降至室温得到GdCoO

图12为前驱体溶液浓度0.05mol/L，300nm厚775℃烧结的GdCoO

实施例8.

(1)将总物质的量为1mmol的Gd和Co的硝酸盐按照1：1比例称重混合放入烧杯中，加入5mL去离子水搅拌；

(2)搅拌8min后加入1.5mmol一水合柠檬酸继续搅拌，记为溶液A；

(3)用烧杯称取0.5g的PEI，加入10mL的去离子水并搅拌60min，记为溶液B；

(4)将溶液B加入到溶液A中，然后继续螯合8h，记为溶液C；

(5)将溶液C放入油浴锅中加热搅拌浓缩，温度设置为60℃，浓缩1.5h，最终获得0.05mol/L的前驱体溶液GdCoO

(6)将经抛光后的100单晶硅片切割成一定大小，然后分别用丙酮和无水乙醇超声10min，烘干备用；

(7)将处理好的硅衬底放在温度为300℃恒温加热台上预热3min；

(8)设置好匀胶机参数，转速为5000r/min，时间为30s，将预热好的硅衬底转移到匀胶机的片托上，然后打开真空抽滤机，将硅衬底牢牢吸住；

(9)用胶头滴管取部分浓度为0.05mol/L的GdCoO

(10)将匀胶好的第一层薄膜缓慢平稳的放置在恒温加热台上来固定薄膜第一层的厚度，接着涂第二、三、四......层，重复步骤(7)～(9)即可，本实施例旋涂40层，最终薄膜厚度为300nm；

(11)将薄膜在加热台加热后，置于马弗炉中以3℃/min的升温速率从室温升到800℃保持4h，最终自然降至室温得到GdCoO

图13为前驱体溶液浓度0.05mol/L，300nm厚800℃烧结的GdCoO

实施例9.

(1)将总物质的量为1mmol的Gd和Co的硝酸盐按照1：1比例称重混合放入烧杯中，加入5mL去离子水搅拌；

(2)搅拌8min后加入1.9mmol一水合柠檬酸继续搅拌，记为溶液A；

(3)用烧杯称取0.8g的PEI，加入10mL的去离子水并搅拌60min，记为溶液B；

(4)将溶液B加入到溶液A中，然后继续螯合8h，记为溶液C；

(5)将溶液C放入油浴锅中加热搅拌浓缩，温度设置为60℃，浓缩1.5h，最终获得0.05mol/L的前驱体溶液GdCoO

(6)将经抛光后的100单晶硅片切割成一定大小，然后分别用丙酮和无水乙醇超声10min，烘干备用；

(7)将处理好的硅衬底放在温度为300℃恒温加热台上预热3min；

(8)设置好匀胶机参数，转速为5000r/min，时间为30s，将预热好的硅衬底转移到匀胶机的片托上，然后打开真空抽滤机，将硅衬底牢牢吸住；

(9)用胶头滴管取部分浓度为0.05mol/L的GdCoO

(10)将匀胶好的第一层薄膜缓慢平稳的放置在恒温加热台上来固定薄膜第一层的厚度，接着涂第二、三、四......层，重复步骤(7)～(9)即可，本实施例旋涂40层，最终薄膜厚度为300nm；

(11)将薄膜在加热台加热后，置于马弗炉中以3℃/min的升温速率从室温升到850℃保持4h，最终自然降至室温得到GdCoO

图14为前驱体溶液浓度0.05mol/L，300nm厚850℃烧结的GdCoO

实施例10.

(1)将总物质的量为1mmol的Gd和Co的硝酸盐按照1：1比例称重混合放入烧杯中，加入5mL去离子水搅拌；

(2)搅拌8min后加入1.5mmol一水合柠檬酸继续搅拌，记为溶液A；

(3)用烧杯称取0.5g的PEI，加入10mL的去离子水并搅拌60min，记为溶液B；

(4)将溶液B加入到溶液A中，然后继续螯合8h，记为溶液C；

(5)将溶液C放入油浴锅中加热搅拌浓缩，温度设置为60℃，浓缩1.5h，最终获得0.1mol/L的前驱体溶液GdCoO

(6)将经抛光后的100单晶硅片切割成一定大小，然后分别用丙酮和无水乙醇超声10min，烘干备用；

(7)将处理好的硅衬底放在温度为300℃恒温加热台上预热3min；

(8)设置好匀胶机参数，转速为5000r/min，时间为30s，将预热好的硅衬底转移到匀胶机的片托上，然后打开真空抽滤机，将硅衬底牢牢吸住；

(9)用胶头滴管取部分浓度为0.1mol/L的GdCoO

(10)将匀胶好的第一层薄膜缓慢平稳的放置在恒温加热台上来固定薄膜第一层的厚度，接着涂第二、三、四......层，重复步骤(7)～(9)即可，本实施例旋涂20层，最终薄膜厚度为300nm；

(11)将薄膜在加热台加热后，置于马弗炉中以3℃/min的升温速率从室温升到750℃保持4h，最终自然降至室温得到GdCoO

图15为前驱体溶液浓度为0.1mol/L，制备300nm厚，750℃烧结的GdCoO

实施例11.

(1)将总物质的量为1mmol的Gd和Co的硝酸盐按照1：1比例称重混合放入烧杯中，加入5mL去离子水搅拌；

(2)搅拌8min后加入2.5mmol一水合柠檬酸继续搅拌，记为溶液A；

(3)用烧杯称取0.5g的PEI，加入10mL的去离子水并搅拌60min，记为溶液B；

(4)将溶液B加入到溶液A中，然后继续螯合8h，记为溶液C；

(5)将溶液C放入油浴锅中加热搅拌浓缩，温度设置为60℃，浓缩3h，最终获得0.1mol/L的前驱体溶液GdCoO

(6)将经抛光后的100单晶硅片切割成一定大小，然后分别用丙酮和无水乙醇超声10min，烘干备用；

(7)将处理好的硅衬底放在温度为300℃恒温加热台上预热3min；

(8)设置好匀胶机参数，转速为5000r/min，时间为30s，将预热好的硅衬底转移到匀胶机的片托上，然后打开真空抽滤机，将硅衬底牢牢吸住；

(9)用胶头滴管取部分浓度为0.1mol/L的GdCoO

(10)将匀胶好的第一层薄膜缓慢平稳的放置在恒温加热台上来固定薄膜第一层的厚度，接着涂第二、三、四......层，重复步骤(7)～(9)即可，本实施例旋涂30层，最终薄膜厚度为450nm；

(11)将薄膜在加热台加热后，置于马弗炉中以3℃/min的升温速率从室温升到750℃保持4h，最终自然降至室温得到GdCoO

图16为使用2mmol的一水合柠檬酸，前驱体溶液浓度为0.1mol/L，制备300nm厚，750℃烧结的GdCoO

实施例12.

(1)将总物质的量为1mmol的Gd、Co和Fe的硝酸盐按照1：(1-x)：x的比例称重混合放入烧杯中，加入5mL去离子水搅拌；

(2)搅拌8min后加入2mmol一水合柠檬酸继续搅拌，记为溶液A；

(3)用烧杯称取1g的PEI，加入10mL的去离子水并搅拌60min，记为溶液B；

(4)将溶液B加入到溶液A中，然后继续螯合8h，记为溶液C；

(5)将溶液C放入油浴锅中加热搅拌浓缩，温度设置为60℃，浓缩3h，最终获得0.1mol/L的前驱体溶液GdCo

(6)将经抛光后的100单晶硅片切割成一定大小，然后分别用丙酮和无水乙醇超声10min，烘干备用；

(7)将处理好的硅衬底放在温度为300℃恒温加热台上预热3min；

(8)设置好匀胶机参数，转速为5000r/min，时间为30s，将预热好的硅衬底转移到匀胶机的片托上，然后打开真空抽滤机，将硅衬底牢牢吸住；

(9)用胶头滴管取部分浓度为0.1mol/L的GdCo

(10)将匀胶好的第一层薄膜缓慢平稳的放置在恒温加热台上来固定薄膜第一层的厚度，接着涂第二、三、四......层，重复步骤(7)～(9)即可，本实施例旋涂20层，最终薄膜厚度为300nm；

(11)将薄膜在加热台加热后，置于马弗炉中以3℃/min的升温速率从室温升到750℃保持4h，最终自然降至室温得到表面孔径为10nm～300nm的GdCo

本实施例取x＝0、0.1、0.2、0.3、0.4和0.5分别进行制备得到GdCo

实施例13.

(1)将总物质的量为1mmol的Gd和Co的硝酸盐按照1：1比例称重混合放入烧杯中，加入5mL去离子水搅拌；

(2)搅拌8min后加入2.5mmol一水合柠檬酸继续搅拌，记为溶液A；

(3)用烧杯称取1.5g的PEI，加入10mL的去离子水并搅拌60min，记为溶液B；

(4)将溶液B加入到溶液A中，然后继续螯合8h，记为溶液C；

(5)将溶液C放入油浴锅中加热搅拌浓缩，温度设置为60℃，浓缩1.5h，最终获得0.05mol/L的前驱体溶液GdCoO

(6)将经抛光后的100单晶硅片切割成一定大小，然后分别用丙酮和无水乙醇超声10min，烘干备用；

(7)将处理好的硅衬底放在温度为300℃恒温加热台上预热3min；

(8)设置好匀胶机参数，转速为5000r/min，时间为30s，将预热好的硅衬底转移到匀胶机的片托上，然后打开真空抽滤机，将硅衬底牢牢吸住；

(9)用胶头滴管取部分浓度为0.05mol/L的GdCoO

(10)将匀胶好的第一层薄膜缓慢平稳的放置在恒温加热台上来固定薄膜第一层的厚度，接着涂第二、三、四......层，重复步骤(7)～(9)即可，本实施例分别旋涂7、13、27、40、53、67层，最终薄膜厚度分别为50nm、100nm、200nm、300nm、400nm、500nm；

(11)将薄膜在加热台加热后，置于马弗炉中以3℃/min的升温速率从室温升到750℃保持4h，最终自然降至室温得到不同厚度的GdCoO

本实施例取厚度分别为50nm、100nm、200nm、300nm、400nm、500nm的GdCoO

实施例14

(1)将总物质的量为1mmol的Gd和Co的硝酸盐按照1：1比例称重混合放入烧杯中，加入5mL去离子水搅拌；

(2)搅拌8min后加入2mmol一水合柠檬酸继续搅拌，记为溶液A；

(3)用烧杯称取0.5g的PEI，加入10mL的去离子水并搅拌60min，记为溶液B；

(4)将溶液B加入到溶液A中，然后继续螯合8h，记为溶液C；

(5)将溶液C放入油浴锅中加热搅拌浓缩，温度设置为60℃，浓缩1.5h，最终获得0.05mol/L的前驱体溶液GdCoO

(6)将经抛光后的100单晶硅片切割成一定大小，然后分别用丙酮和无水乙醇超声10min，烘干备用；

(7)将处理好的硅衬底放在温度为300℃恒温加热台上预热3min；

(8)设置好匀胶机参数，转速为5000r/min，时间为30s，将预热好的硅衬底转移到匀胶机的片托上，然后打开真空抽滤机，将硅衬底牢牢吸住；

(9)用胶头滴管取部分浓度为0.05mol/L的GdCoO

(10)将匀胶好的第一层薄膜缓慢平稳的放置在恒温加热台上来固定薄膜第一层的厚度，接着涂第二、三、四......层，重复步骤(7)～(9)即可，本实施例旋涂40层，最终薄膜厚度为300nm；

(11)将薄膜在加热台加热后，置于马弗炉中以3℃/min的升温速率从室温分别升到750℃、775℃、800℃、850℃并保持4h，最终自然降至室温得到GdCoO

本实施例取煅烧温度分别为750℃、775℃、800℃、850℃的GdCoO

实施例15.

(1)将总物质的量为1mmol的Gd和Mn的硝酸盐按照1：1比例称重混合放入烧杯中，加入5mL去离子水搅拌；

(2)搅拌8min后加入2mmol一水合柠檬酸继续搅拌，记为溶液A；

(3)用烧杯称取1g的PEI，加入10mL的去离子水并搅拌60min，记为溶液B；

(4)将溶液B加入到溶液A中，然后继续螯合8h，记为溶液C；

(5)将溶液C放入油浴锅中加热搅拌浓缩，温度设置为60℃，浓缩1.5h，最终获得0.05mol/L的前驱体溶液GdMnO

(6)将经抛光后的100单晶硅片切割成一定大小，然后分别用丙酮和无水乙醇超声10min，烘干备用；

(7)将处理好的硅衬底放在温度为300℃恒温加热台上预热3min；

(8)设置好匀胶机参数，转速为5000r/min，时间为30s，将预热好的硅衬底转移到匀胶机的片托上，然后打开真空抽滤机，将硅衬底牢牢吸住；

(9)用胶头滴管取部分浓度为0.05mol/L的GdMnO

(10)将匀胶好的第一层薄膜缓慢平稳的放置在恒温加热台上来固定薄膜第一层的厚度，接着涂第二、三、四......层，重复步骤(7)～(9)即可，本实施例旋涂40层，最终薄膜厚度为300nm；

(11)将薄膜在加热台加热后，置于马弗炉中以3℃/min的升温速率从室温升到750℃保持4h，最终自然降至室温得到GdMnO

本实施例中制备得到的GdMnO

通过以上实施例可以看出本申请所制备的纳米多孔薄膜结构完整、连续，通过调节前驱体溶液浓度和烧结温度可以调节纳米孔洞的大小，且旋涂面积大，厚度轻薄(为纳米级别)，所述薄膜孔径在10nm～300nm，厚度在150nm～450nm。本实施例提供的薄膜产品孔径以及厚度适中，不会因孔径太大或厚度太大导致薄膜出现明显开裂，难以贴附于衬底上；也避免了因孔径或厚度太小对热红外发射率的不利影响。该纳米多孔薄膜在红外热辐射方面具有广阔的应用前景。