油性介质中组装二氧化硅胶体晶体薄膜

报道厂一种由粒径大于700nm的SiO2微球组装胶体晶体薄膜的方法。以一种密度较大的疏水性有机物替代水或醇类为分散剂,通过对SiO2微球表面进行疏水性处理改善其在油性介质中的分散性,采用改进的垂直沉积法在油性分散剂中制备SiO2胶体晶体。用扫描电子显微镜、红外光谱仪和紫外－可见光谱仪对SiO2胶体晶体薄膜的形貌、结构和光学性能进行了观察测试。结果表明;较大密度的分散剂能有效降低SiO2微球的沉降速度,组装成直径在700～2000nm范围的SiO2微球的胶体晶体。获得的SiO2光子晶体具有长程有序结构,并在近红外区具有显著的光子频率带隙。     

透明光子晶体薄膜的力致变色调控及防伪应用

利用SiO2胶体粒子构筑三维蛋白石光子晶体阵列,并将其嵌入聚二甲基硅氧烷（PDMS）弹性体内,制备了一种具有力致变色性能的透明光子晶体薄膜。采用SEM、光纤光谱仪、数码相机等对光子晶体薄膜进行了结构、光学性能的表征,并研究了其在防伪中的应用。结果表明：施加拉力时,该透明光子晶体薄膜显现结构色,并随拉伸量的增加发生持续蓝移,撤销拉力可逆回复至初始状态,且即使经历100次循环拉伸,光子晶体薄膜依旧保持稳定的光学性能。将光子晶体薄膜进行图案化设计,通过施加或撤销拉力可使隐藏于其中的图案快速显现或消失,在防伪领域具有广阔的应用前景。     

响应性光子晶体的研究进展

简要介绍了光子晶体的概念及各种制备方法,详细综述了响应性光子晶体的研究进展,包括:1胶体晶体水凝胶阵列;2反蛋白石结构水凝胶;3反蛋白石状光子晶体微球;4微凝胶胶体晶体;5浸润性控制的光子晶体。     

光子晶体及SiO2光子晶体的制备技术

光子晶体是一种具有光子带隙的周期性电介质结构,落在光子带隙中的光将不能传播。由于其独特的调节光子传播状态的功能,成为实现光通讯和光子计算机的基础。SiO2胶体球作为胶体光子晶体的组成基元,具有广阔的应用前景。本文介绍了光子晶体的概念、特征与应用领域,以及SiO2光子晶体的制备技术。     

垂直取向介孔SiO_2二维光子晶体薄膜的制备

利用电化学辅助自组装法制备了垂直取向的介孔SiO_2薄膜,通过循环伏安法配合高分辨率透射电镜考察硅源浓度、施加电压和沉积时间对薄膜的完整性和孔道定向性的影响。结果显示,当浓度范围为50～60 mmol/L,电压为-1.2 V和-1.3 V时,时间为15～45 s范围内,可以制得不同厚度完整性和孔道定向性较佳的介孔SiO_2薄膜,薄膜孔道结构本身呈周期性排列,周期点阵常数对应于软X射线波段,可作为二维光子晶体反射镜,应用于软X射线波段。     

垂直取向介孔SiO_2二维光子晶体薄膜的制备

利用电化学辅助自组装法制备了垂直取向的介孔SiO_2薄膜,通过循环伏安法配合高分辨率透射电镜考察硅源浓度、施加电压和沉积时间对薄膜的完整性和孔道定向性的影响。结果显示,当浓度范围为50～60 mmol/L,电压为-1.2 V和-1.3 V时,时间为15～45 s范围内,可以制得不同厚度完整性和孔道定向性较佳的介孔SiO_2薄膜,薄膜孔道结构本身呈周期性排列,周期点阵常数对应于软X射线波段,可作为二维光子晶体反射镜,应用于软X射线波段。     

SiO_2 Opal光子晶体结构周期数对TiO_2染料敏化太阳能电池光电性能的影响

通过在N719敏化的纳米晶二氧化钛膜上耦合SiO_2 Opal光子晶体,以此复合膜为光阳极,以敏化二氧化钛与无序SiO_2的复合膜为参比膜,考察了SiO_2 Opal光子晶体结构周期数对电池光电性能的影响。SiO_2 Opal光子晶体的结构周期数由制备光子晶体时的沉积液浓度控制。实验结果表明复合光子晶体后,电池的短路电流密度ISC和能量转化效率Eff明显提高,且光子晶体周期数越多,提高率越大,当SiO_2 Opal结构周期数增加至20层时,ISC和Eff与参比膜相比分别增加了91%和164%。IPCE分析表明光电性能提高的原因在于当光子晶体带隙与N719吸收峰重合时,利用光子带隙反射与光局域效应可提高N719对波长530nm光的吸收率。即光子晶体可有效提高吸光材料在光子带隙处的吸光率,且随着光子周期数增加,提升效果越显著。     

沉积条件对SiO2光子晶体表面形貌的影响

自组装制备是一种常用的三维光子晶体制备方法,在制备光子晶体过程中影响薄膜质量的因素较多.本研究对原始的双基片垂直沉积法进行了一定的改进,控制光照强弱、蒸发速度快慢等条件,沉积了不同的SiO2光子晶体薄膜样品.通过与单基片垂直沉积法得到的薄膜样品进行比较,得到了双基片垂直沉积法沉积光子晶体薄膜样品的最优实验条件.     

单分散胶体颗粒的有序组装及其应用研究进展

本文综述了近1～2年来课题组在单分散胶体微球有序组装及其应用方面的研究进展.其中包括250～1300 nm宽尺寸范围单分散二氧化硅胶体微球的重力沉降自组织;旨在提高光子晶体折射率反差的TiO2/SiO2复合胶体微球的有序组装;硬模板与催化材料一步复合的二元胶体体系颗粒的有序自组装;一种高效的聚苯乙烯胶体颗粒的批量组装技术;低体积分数聚苯乙烯胶体晶体的制备;以及聚苯乙烯胶粒晶体作为可调谐三维非线性光子晶体在高开关对比的光子晶体光开关方面的应用,和作为制备有序大孔材料硬模板在大分子催化方面的应用等.     

纳米TiO_2薄膜的应用研究进展

本文简要总结了Ti O2及其薄膜的制备和特性,归纳了以Ti O2薄膜为主体的多功能材料薄膜的制备及优点,并总结了Ti O2薄膜在光催化性能、制备光子晶体、制备抗反射薄膜等众多领域的应用进展,最后指出Ti O2薄膜发展应用的前景。     

TiO_2-SiO_2光催化剂的合成及其对罗丹明B的光催化降解

采用两步模板法,通过制备二氧化硅胶体晶体模板,以钛酸异丙酯为钛源和三嵌段共聚物P123为介孔导向合成介孔钛硅氧化物光子晶体微球光催化剂。采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)对制得的薄膜材料的结构进行表征。结果表明,介孔复合薄膜中锐钛矿型TiO2纳米粒子均匀排列。以罗丹明B为模型物,考察其在紫外光区的光催化活性。结果表明,钛硅氧化物光催化剂降解效果比普通TiO2薄膜有所提高。     

中国专利信息

正一种羟基多元酸辅助电沉积制备二氧化钛薄膜及二氧化钛三维光子晶体的方法申请号201410255702.4公开日2014.08.27申请人哈尔滨工业大学地址黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号一种羟基多元酸辅助电沉积制备二氧化钛薄膜及二氧化钛三维光子晶体的方法,本发明涉及一种羟基多元酸辅助电沉积制备二氧化钛薄膜及二氧化钛三维光子晶体的方法。方法:配制四     

SiO2光子晶体的垂直沉积制备与光学性能研究

采用改进的St(o)ber法合成了不同粒径的单分散SiO2微球颗粒,用种子液法制备了平均粒径约为550 nm的单分散SiO2微球颗粒,在可见光波段垂直沉积制备了SiO2光子晶体薄膜.采用紫外-可见分光光度计测试了不同反应物浓度配比所得微球制备的光子晶体薄膜的光学性能,并分析了退火对光反射性能的影响.     

InP-SiO2三维光子晶体的制备

用溶剂蒸发法将单分散SiO2微球组装成三维有序结构的胶体晶体,用金属有机化学气相沉积技术向SiO2胶体晶体中填充高折射率材料InP,获得了InP-SiO2两种介质复合的三维光子晶体,通过扫描电子显微镜、X射线衍射、能谱和紫外-可见光谱仪对InP-SiO2三维光子晶体的形貌、结构和光学性能进行了观察测试。研究结果表明：InP在SiO2微球空隙间具有较高的结晶质量,填充较致密均匀、与相同晶格周期的SiO2光子晶体相比,InP-SiO2光子晶体的反射光谱的峰值波长发生明显的红移。     

疏水性光子晶体薄膜的制备及性能研究

以一步乳液聚合法制备单分散的聚(苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸)乳胶微球,通过控制表面活性剂十二烷基苯磺酸钠用量来调控乳胶微球粒径的大小,采用竖直沉积法将乳胶微球组装成光子晶体薄膜,继而用疏水改性剂对光子晶体薄膜表面进行改性。利用扫描电镜、紫外-可见分光光谱仪和接触角测量仪对样品进行了表征。结果表明:合成的乳胶微球的单分散性优异;不同带隙的光子晶体薄膜的颜色可实现全可见光的覆盖;疏水性光子晶体薄膜的疏水性能良好,其接触角在130°以上。     

垂直排列法组装胶体晶体的最新进展

光子晶体是一种具有光子带隙的新型功能材料．利用胶体粒子自组装三维光子晶体由于其制备过程比较经济、简单，从而为很多人所关注．目前报道的方法已有多种．其中垂直排列法的简便易行使得其受到了广泛的研究，但另一方面这种方法本身的缺点也限制了它的使用范围．针对这种情况，很多研究机构提出了他们的改进方法．本文简要概述了在这一方面的最新进展，并且在本实验室已能够制备任意单分散、均一尺寸二氧化硅粒子的基础上，采用恒温快速蒸发自组装法得到了高质量的胶体晶体排列．     

SiO_2/ZnO复合薄膜改性及二甲基二氯硅烷修饰的搪瓷表面疏水性能研究

采用水热法,通过反应釜中高温高压在搪瓷表面制备了SiO_2/ZnO复合薄膜。研究了不同反应温度、水热时间与溶胶配比对其疏水性能的影响。利用SEM、红外光谱仪、全自动视频微观接触角测量仪分析了薄膜的微观结构与性能,最后对搪瓷表面进行光泽度、白度、耐酸度的测试。结果表明,反应温度在220℃,水热时间为14 h,SiO_2溶胶与ZnO溶液配比为1∶1时制备的SiO_2/ZnO复合薄膜,经过DDS修饰疏水性能最优,接触角达到150.3°。SiO_2/ZnO复合薄膜对搪瓷的光泽度与白度基本没有影响,不影响表面实际观感,同时搪瓷表面耐酸性为一级。     

P(St-HEA)胶体晶体薄膜的制备及结构研究

采用两阶段种子乳液聚合法制备了单分散P(St-HEA)微球,通过垂直成膜法制备了P(St-HEA)胶体晶体薄膜。研究了引发剂用量、反应温度及反应时间对单体转化率的影响,通过FTIR、SEM、UV-Vis对所制备的单分散P(St-HEA)微球的组成、粒径、单分散性及其胶体晶体薄膜的结构进行了研究。结果表明,随着HEA用量的增大,P(St-HEA)微球粒径逐渐增大,单分散性逐渐降低。     

三维光子晶体结构色材料的制备与应用研究进展

三维光子晶体是指折射率不同的材料在三维空间呈周期性排列的结构。由于三维光子晶体结构形成的结构色材料具有颜色明艳，制备过程简易方便、生态环保等优点，近年来受到了广泛关注，在装饰、防伪、光催化、汽车涂料、纺织等领域展示出巨大潜力。文中主要综述了三维光子晶体结构生色材料制备与应用方面的研究进展，包括单分散胶体粒子和单分散复合胶体粒子的合成与组装，讨论了该类材料的应用现状，提出了目前存在的一些问题与发展方向。     

陶瓷基光子晶体的研究进展

采用以陶瓷材料为母体制备光子晶体是光子晶体制备的一个重要研究发展方向.本文介绍了陶瓷基光子晶体的几种主要的制备方法以及光子晶体在微波和红外、可见光频段中的应用.基于功能陶瓷所具有丰富的光/电功能可以制备陶瓷基光子晶体,文中介绍了可调带隙光子晶体和光子晶体中自发辐射方面的一些研究成果.陶瓷基光子晶体由于具有折射率高,功能广泛,制备手段多样等特点,因而具有广泛的应用前景,如用作电场调节的光开关和在显示领域中基于光子晶体各向异性发光特点的具有定向光发射性能的光源.