非密堆反蛋白石光子晶体的制备方法

摘要

一种非密堆反蛋白石光子晶体的制备方法，先以正硅酸乙酯为原料制备SiO2球体颗粒，将小尺寸SiO2球体颗粒与大尺寸有机颗粒经超声、垂直沉积后获得双尺寸胶体晶体结构，再将所得异质双尺寸胶体晶体结构在有机颗粒的燃烧分解温度下煅烧以除去有机物，即获得非密堆反蛋白石光子晶体，本发明方法设备简单，操作简便，制备周期较短，产率较高。

主权项

非密堆反蛋白石光子晶体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，以正硅酸乙酯为原料制备SiO2纳米或亚微米球；第二步，制备聚苯乙烯球体颗粒；第三步，将粒径比为DSiO2：D聚苯乙烯=1：5～8的两种球体颗粒按质量比为mSiO2：m聚苯乙烯=1：2～3分别进行称取，然后分别将两种球体颗粒超声分散于有机溶剂中，超声时间为2～3h，将两悬浮液混合后继续超声2～3h，得到混合悬浮液，其颗粒的质量分数为1%～2%，其中：DSiO2表示SiO2的直径，D聚苯乙烯表示聚苯乙烯的直径，mSiO2表示SiO2的质量，m聚苯乙烯表示聚苯乙烯的质量； 第四步，将基底垂直浸入已放置平稳的混合悬浮液中，在40～50℃下真空干燥，待溶液完全蒸发后，在基底表面生长出一层双尺寸光子晶体；第五步，将双尺寸光子晶体在400～500℃下煅烧4～6h，即得非密堆反蛋白石光子晶体；所述第一步制备SiO2纳米或亚微米球按照以下步骤实现：首先，将正硅酸乙酯溶于a体积份的无水乙醇配置成溶液A；其次，将正硅酸乙酯体积1～5倍的质量浓度为25%～28%的氨水溶于b体积份的无水乙醇配置成溶液B，a:b=1:1～2；然后，将溶液A置于磁力搅拌设备中，在不停搅拌下将溶液B加入溶液A中，混合液中正硅酸乙酯的浓度为0.4～0.6mol/L，反应22h后，分离沉淀，离心洗涤后于50～60℃干燥，得到SiO2纳米或亚微米球；所述第二步中制备聚苯乙烯球体颗粒按照以下步骤实现：首先，在圆底烧瓶中加入去离子水，通氮气后，加入苯乙烯，控制苯乙烯的浓度为1～5mol/L，继续通氮气并保持温度为70～80℃；然后，加入浓度为0.003～0.01mol/L的过硫酸钾水溶液，过硫酸钾的质量为苯乙烯质量的1～2%，聚合反应10～15h，所得悬浮液用无水乙醇洗涤， 之后真空冷冻干燥3h即获得聚苯乙烯球体颗粒。