[发明专利]含铂纳米粒子的多孔玻璃及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及玻璃的制备领域，更具体地说，涉及一种含铂纳米粒子的多孔 玻璃及其制备方法。

背景技术

掺金属粒子得到的复合材料是一种在光学、电子、抗菌以及催化等领域有 着重要作用的功能材料。早在公元4世纪，罗马玻璃工人就懂得了在玻璃掺杂 金、银等金属颗粒，制备出具有丰富、美丽色彩的玻璃制品。如今，随着非线 性光学的发展，尤其自1983年美国科学家Jian和Lind研究了玻璃掺杂纳米颗 粒后的三阶非线性性能之后，人们对玻璃中掺金属粒子的研究开始偏重于其光 学性能方面。当金属纳米粒子被掺入玻璃时，玻璃基质将粒子彼此隔离开，形 成量子点，使得电子的局域性和相干性增强，引起量子限域效应。同时，当金 属纳米粒子的尺寸远小于光场波长时，作用于粒子上的电场也明显不同于周围 的介质宏观场，其极化过程将改变局域的介电常数，从而产生介电限域效应。 这些效应都会导致玻璃的非线性光学性能的显著提高，使具有非线性光学性能 的复合材料在光存储、传输和开关等领域有着重要的应用优势，例如：与电子 开关器件相比，全光光子开关器件具有开关时间短、节能以及寿命长等优点， 将成为未来光电设备的重要组成部件。

目前，在玻璃基质中制备均匀分布的金属纳米粒子已成为国际物理、化学 界的一个重要努力方向。常用的制备方法有：熔融法、离子注入法以及溶胶凝 胶法等，这些工艺相对比较成熟。但是，这些方法也都存在着一些不足之处， 例如：熔融法需要将金属盐与玻璃料混合后在高温下进行熔融，由于玻璃体系 的粘度较大，金属颗粒要在玻璃基质中实现均匀分散不是件容易的事情；离子 注入法是将金属以离子形式注入到玻璃基质中，再通过热处理得到金属纳米粒 子，这种方法需要使用昂贵的离子注入设备，并且注入深度有限，金属纳米粒 子只能分布在玻璃基质表面；还有一种方法是利用溶胶凝胶法在制备玻璃的同 时将含有金属盐的溶液与玻璃溶胶混合，通过后处理能够得到含有金属纳米粒 子的玻璃，金属纳米粒子的分散也相对比较均匀，但是这种方法制备玻璃，工 艺复杂、生产周期较长，且玻璃制品的强度较低，达不到实用的要求。

发明内容

本发明要解决的一技术问题在于，针对现有的含有金属纳米粒子的玻璃的 制备方法，金属纳米粒子在玻璃中的分散不均匀，或者工艺复杂、生产周期较 长的缺点，提供一种含铂纳米粒子的多孔玻璃的制备方法，其制备出的玻璃中 的铂纳米粒子分布均匀，并且工艺简单、制备方便。

本发明要解决的又一技术问题在于，针对现有含有金属纳米粒子的玻璃， 玻璃中的金属纳米粒子分散不均匀的缺点，提供一种含铂纳米粒子的多孔玻 璃，其采用上述制备方法制作，玻璃中的铂纳米粒子分布均匀。

本发明解决其技术问题所采用的一技术方案是：提供一种含铂纳米粒子的 多孔玻璃的制备方法，包括下述步骤：

配制含铂离子的溶液；

配制还原剂溶液；

浸泡：将多孔玻璃交替放置于所述含铂离子的溶液中和所述还原剂溶液中 分别浸泡后，制备出所述含铂纳米粒子的多孔玻璃。

在本发明所述的含铂纳米粒子的多孔玻璃的制备方法中，所述配制含铂离 子的溶液的步骤为：将含铂离子的化合物溶解于溶剂中，配制成浓度范围在 1mol/L～1×10^-6mol/L的含铂离子的溶液，所述含铂离子的化合物为氯铂酸、氯 铂酸钠或氯铂酸钾，所述溶剂为水或乙醇。

在本发明所述的含铂纳米粒子的多孔玻璃的制备方法中，所述配制还原剂 溶液的步骤为：将还原剂溶于溶剂中，配制成浓度范围在1mol/L～1×10^-3mol/L 的还原剂溶液，所述还原剂为次亚磷酸钠、水合肼、抗坏血酸、硼氢化钾、硼 氢化钠或柠檬酸钠，所述溶剂为水或乙醇。

在本发明所述的含铂纳米粒子的多孔玻璃的制备方法中，所述还原剂为水 合肼、柠檬酸钠、硼氢化钾或硼氢化钠。

在本发明所述的含铂纳米粒子的多孔玻璃的制备方法中，所述浸泡步骤 为：将多孔玻璃放置于所述含铂离子的溶液中，浸泡0.5h以上，使含铂离子 的溶液充分进入到多孔玻璃的微孔中，然后将多孔玻璃取出，用蒸馏水清洗， 再放置于所述还原剂溶液中，浸泡反应10min～20h，多孔玻璃中的铂离子还 原得到铂单质，然后将多孔玻璃取出，用蒸馏水清洗后干燥，制备出所述含铂 纳米粒子的多孔玻璃。