利用水平沉积法制作PS微球二元胶体薄膜及其它复杂结构

本文采用水平沉积方法,制作出各种胶体晶体薄膜.以聚苯乙烯微球为构建单元,制作了多种二元胶体晶体和非单一平面的胶体晶体.为实现太赫兹光子晶体波导,还采用这一方法将线缺陷植入胶体晶体.结果显示通过该方法可以获得很好的有序结构,说明水平沉积方法可以广泛于各种胶体晶体制作.     

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.     

PS微球胶体晶体及其反相SiO2结构的制备和表征

采用水平沉积方法,制作了多种FCC结构的聚苯乙烯(PS)胶体晶体,并实现了直径在2-10 μm一类大球的自组装.以PS胶体晶体为模板,采用垂直沉积方法得到了二氧化硅(SiO2)胶体晶体的反相结构.文中还对两种沉积方法进行了比较.     

聚苯乙烯微球在乙醇/水混合分散介质悬浮液气-液界面自组装:快速组装单层胶粒晶体

本文提出了一种组装单层聚苯乙烯(PS)胶粒晶体的方法。一定温度下,一定质量比乙醇和水(乙水比K)作为分散介质的悬浮液气-液界面处,可快速自组装出单层PS胶粒晶体。研究表明,悬浮液中的PS微球在对流的带动下到达气-液界面,在两个PS微球之间由弯液面产生的毛细管力推动下组装在一起,并形成组装核心。后续到达气-液界面的PS微球与组装核心持续组装,最终在悬浮液的气-液界面形成单层PS胶粒晶体。通过改变乙水比K,调整混合分散介质与到达气-液界面的PS微球之间的润湿性,进而改变组装推动力,最终实现单层PS晶体的组装。因此分散介质中的乙水比K是单层PS胶粒晶体形成的关键因素。PS微球的质量百分比浓度虽也可影响PS胶粒晶体薄膜的层数,但乙水比K15∶1时,单纯降低浓度无法得到单层PS胶粒晶体。组装温度仅对晶体的质量产生影响。     

蓝色聚苯乙烯胶体晶体膜的制备及其呈色机理研究

以粒径为340±10 nm的单分散聚苯乙烯微球为原料,采用垂直沉积法制备了蓝色聚苯乙烯胶体晶体膜.通过研究不同组装容积对聚苯乙烯胶体晶体膜的微观形貌和宏观呈色性能的影响规律,探索制备大面积蓝色聚苯乙烯胶体晶体膜的方法.结果表明,当聚苯乙烯乳液浓度为0.1wt;,干燥温度为40℃,自组装容积为50 mL时,所得聚苯乙烯胶体晶体膜呈现高质量的密排六方结构,宏观上呈现均匀明亮的蓝色,该蓝色具有一定的角度依赖性.研究发现,采用该方法制备聚苯乙烯胶体晶体膜时,在基片上和玻璃器皿壁上同时进行着垂直自组装.同时,在玻璃器皿底部也进行着蒸发自组装,形成了较大面积的蓝色聚苯乙烯胶体晶体膜,有望为制备大面积聚苯乙烯胶体晶体膜提供新的方法.     

双模板法制备分级孔结构SiC陶瓷

以冰晶和聚苯乙烯(PS)微球为模板,微米级SiC粉体为原料,通过双模板法制备了具有三级孔径分布的多孔SiC陶瓷.研究了SiC的固含量和PS微球的大小对多孔SiC陶瓷的微观形貌、孔隙率和压缩强度的影响.研究结果表明:分级孔结构的多孔SiC陶瓷具有冰模板升华后遗留下的对齐排列的大孔、分布于孔壁中的由PS微球热解留下的中孔和颗粒之间堆积形成的小孔.随着SiC固相含量的增加,大孔孔径和孔容降低,但压缩强度增加.当PS微球粒径约为0.90 μm时,中孔孔径分布在0.7～1.5 μm之间;当PS微球粒径约为2.51 μm时,孔径分布较宽,约为1～3 μm.     

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.     

溶剂热结晶FeS2及其光吸收特性

以硝酸铁和硫脲为原料、乙醇为溶剂,采用溶剂热法生长了二硫化铁(FeS2、黄铁矿型)微纳米结晶体.通过调节反应温度和原料浓度,有效地控制了FeS2微纳米晶体的微观生长形态.采用XRD 和SEM等手段表征了FeS2结晶样品,结果表明溶剂热结晶的FeS2具有良好的立方晶型,随着反应温度、原料浓度的改变,溶剂热法生长的FeS2分别呈现光滑表面球晶、六方片状结晶和堆积状球晶等特殊的微观形态.对于溶剂热法生长FeS2,本文也从化学反应的角度给出了可能的形成机理,同时利用UV-vis光谱测定了FeS2结晶的光吸收性能.     

电化学沉积制备二氧化钒反蛋白石光子晶体

通过电化学沉积方法向PS胶体晶体模板缝隙中填充五氧化二钒,焙烧去除模板后,在真空度小于10-2Pa,温度510℃下退火12 h,得到具有特定应用价值的二氧化钒反蛋白石(opal)光子晶体.用扫描电镜观察样品的微观形貌,用X射线衍射分析样品成份.实验结果表明,通过电化学沉积制备出的二氧化钒反蛋白石光子晶体,相变电阻突变数量级在2～3之间,相变温度62℃左右.