SiO2双尺寸光子晶体的自组装及稳定性探索

采用St?ber法制备不同尺寸SiO2胶体球,利用多次垂直沉积法制备SiO2双尺寸光子晶体.通过场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)对所得双尺寸光子晶体的形貌和排列方式进行表征.对双尺寸光子晶体的生长过程进行探讨,研究界面作用力及胶体球间相互作用力对制备稳定结构的影响.研究结果表明,SiO2双尺寸光子晶体具有更加有序稳定的结构.胶体球间的相互作用力随胶体球粒径增大而增大,大粒径胶体球更有利于形成稳定的结构.     

双尺寸胶体晶体的制备及其结构表征

采用垂直沉积法制备了双尺寸胶体晶体结构,并实现多种双尺寸SiO2胶体晶体结构的自组装.通过场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)对胶体晶体的结构及排列方式进行测试分析.对双尺寸胶体晶体的生长过程进行探讨,研究大小胶体球的粒径比及体积比对结构的影响规律.研究结果表明大小球粒径比过小时,双尺寸胶体晶体排列结构有序性差.增大大胶体球的粒径时,合成相同双尺寸胶体晶体结构所对应的大小胶体球体积比增大.     

空心和实心SiO2胶体晶体微球的快速制备方法

胶体晶体微球因其独特的内部结构被广泛地应用到诸多领域.本文提供了一种简单、快速合成SiO2胶体晶体微球的方法,即:将单分散SiO2微球悬浮液加入到有机溶剂(正辛醇或二甲基硅油)中超声乳化,使SiO2微球在溶剂中自组装,形成SiO2胶体晶体微球,用扫描电镜(SEM)观察其形貌结构,用Nano Measurer 1.2软件统计其粒径分布.实验表明,SiO2胶体晶体微球在正辛醇中形成空心结构,在二甲基硅油中形成实心结构;悬浮液浓度,悬浮液与溶剂的质量比,单分散SiO2微球粒径不会明显影响SiO2胶体晶体微球的形貌和结构,但会对其粒径分布产生一定的影响.     

单分散SiO2微球的制备及疏水改性研究

采用改进的凝胶-溶胶法制备了200~800 nm的单分散SiO2微球,并通过真空冷冻干燥法得到不易团聚的单分散SiO2粉体,采用乙醇超临界方法对制备的SiO2微球进行疏水改性.通过扫描电镜和氮吸附-脱附分析仪对SiO2微球的表面形貌、粒径以及孔径分布进行表征;用傅里叶红外变换测试和测量接触角对疏水改性的SiO2微球进行分析.结果表明SiO2微球粒径随二次加入TEOS体积增加呈先增大后减小.经过乙醇超临界处理,SiO2微球表面成功接枝上了疏水烷基,微球尺寸越小,疏水性越好,其接触角高达149°,单次SiO2微球处理量对结果无明显影响.采用本方法可以单次处理12 g以上的SiO2微球,接触角均在140°左右,可充分满足实验室使用需求.经过真空冷冻技术和乙醇超临界技术得到疏水单分散SiO2微球粉体,具有不易团聚及单分散性良好的优点,能够作为胶体晶体原料和三维有序材料(3-DOM)模板剂进行广泛应用.     

不同膜厚对SiO2光子晶体形貌及光学性能的影响

利用改良的St6ber法制成了粒径均一的SiO2胶体颗粒,胶体微球颗粒平均粒径为200 nm.保持SiO2悬浮液体积分数相同,对双基片自组装垂直沉积进行改造,改变夹层厚度,沉积得到厚度不同的SiO2光子晶体薄膜.利用扫描电子显微镜观察了膜厚不同的SiO2光子晶体薄膜样品的表面以及断面微观形貌,测试了样品的光反射性能,此外还讨论了光子晶体薄膜厚度对样品表面的形貌以及样品光反射性能带来的影响.     

乙烯基三甲氧基硅烷对二氧化硅的超疏水改性研究

采用乙烯基三甲氧基硅烷(VTMO)为改性剂,以氨水为pH调节剂制备改性二氧化硅(SiO2)超疏水材料.通过CA、FTIR和SEM对材料接触角、组成和形貌进行表征.考察了VTMO与SiO2的比例、反应时间、干燥时间对改性二氧化硅超疏水材料接触角和形貌的影响.结果表明,VTMO可在较短时间内改性二氧化硅制备出超疏水二氧化硅粉体,VTMO与SiO2比例对改性SiO2粉体的水接触角和微观二重结构有明显影响,而反应时间和干燥时间的影响较小.     

SiO2粉体制备及其与Ag2S复合工艺研究

采用改性Stober法来可控制备SiO2粉体,并探究了不同沉淀剂对SiO2粉体形貌及粒径大小的影响.分别采用水热法、溶剂热法和沉淀法来制备SiO2/Ag2S复合粉体,并使用XRD、SEM-EDS、NanoMeasure等手段对制备出的各种粉体的物相、成分、形貌和粒径分布等进行表征与分析.结果表明,以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,氨水为沉淀剂时,添加适量聚丙烯酸酯乳液可有效控制SiO2微球的粒径;以碳酸钠水溶液为沉淀剂时,能得到线状SiO2粉体.在140 ℃下水热处理6 h得到的SiO2/Ag2S粉体的复合效果较好;常温下,通过热处理共沉淀出的SiO2/Ag2S粉体具有操作简便、反应条件易控制、复合效果较好等优点.     

LBO晶体超光滑表面抛光机理

胶体SiO2抛光LBO晶体获得无损伤的超光滑表面,结合前人对抛光机理的认识,探讨了超光滑表面抛光的材料去除机理,分析了化学机械抛光中的原子级材料去除机理.在此基础上,对胶体SiO2抛光LBO晶体表面材料去除机理和超光滑表面的形成进行了详细的描述,研究抛光液的pH值与材料去除率和表面粗糙度的关系.LBO晶体超光滑表面抛光的材料去除机理是抛光液与晶体表面的活泼原子层发生化学反应形成过渡的软质层,软质层在磨料和抛光盘的作用下很容易被无损伤的去除.酸性条件下,随抛光液pH值的减小抛光材料的去除率增大;抛光液pH值为4时,获得最好的表面粗糙度.     

异质结构光子晶体的制备与带隙特性研究

本文采用多次垂直沉积法制备出了可见光范围的多重异质结构光子晶体,并对其形貌特征和带隙特性进行了分析.扫描电镜图像表明:所制备的异质结构光子晶体排列规整、不同结构间界面明显.光学吸收光谱分析结果表明:异质结构光子晶体与各单一结构光子晶体带隙相比,带隙明显增大,为各单一结构光子晶体带隙的叠加,且与不同结构的叠加顺序无关.     

地聚物凝胶转换法制备大尺寸方沸石晶体

本研究采用溶胶-凝胶法合成了成分可控、高纯和高活性的Al2 O3-SiO2粉体.以工业级水玻璃为碱激发剂,将二者按照方沸石理论配比(Na∶ Al∶ Si=1∶1∶2)混合后制备得到Na2 O-Al2O3-4SiO2-8H2O地质聚合物凝胶体;将地质聚合物凝胶体在70℃烘箱中养护一定时间后脱模;研究采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和BET等对产物进行了表征,无模板剂的条件下利用240℃水热反应制备了50～ 1200μm不同粒径的方沸石晶体,并初步探讨了大尺寸方沸石晶体的形成机理.