[发明专利]光子晶体材料及其制备方法和光子晶体墨水及其应用

权利要求书

1.一种光子晶体材料，其特征在于，所述光子晶体材料包括内核及包覆于所述内核上的聚乙烯吡咯烷酮壳，其中，所述内核由若干个纳米四氧化三铁晶粒团簇而成。

2.根据权利要求1所述的光子晶体材料，其特征在于，所述内核的粒径为100纳米～250纳米；所述纳米四氧化三铁晶粒的粒径为5纳米～15纳米。

3.根据权利要求1所述的光子晶体材料，其特征在于，所述聚乙烯吡咯烷酮壳的厚度为10纳米～30纳米。

4.根据权利要求1所述的光子晶体材料，其特征在于，还包括包覆在所述聚乙烯吡咯烷酮壳上的二氧化硅层。

5.根据权利要求4所述的光子晶体材料，其特征在于，所述二氧化硅层为多孔结构。

6.根据权利要求4或5所述的光子晶体材料，其特征在于，所述二氧化硅层的厚度为15纳米～40纳米。

7.一种光子晶体材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

在碱性环境下，将水溶性三价铁盐、聚乙烯吡咯烷酮、葡萄糖、还原性溶剂和强碱弱酸盐混合进行水热反应，得到Fe₃O₄@PVP颗粒，其中，Fe₃O₄代表若干个纳米四氧化三铁晶粒团簇而成的内核，@表示包覆，PVP为壳。

8.根据权利要求7所述的光子晶体材料的制备方法，其特征在于，所述水溶性三价铁盐选自氯化铁、硝酸铁及硫酸铁中的至少一种。

9.根据权利要求7所述的光子晶体材料的制备方法，其特征在于，所述在碱性环境下，将水溶性三价铁盐、聚乙烯吡咯烷酮、葡萄糖、还原性溶剂和强碱弱酸盐混合进行水热反应的步骤为：将所述聚乙烯吡咯烷酮、所述葡萄糖溶解在所述还原性溶剂中，然后依次加入所述水溶性三价铁盐和所述强碱弱酸盐，以使反应体系呈碱性，接着进行水热反应。

10.根据权利要求7所述的光子晶体材料的制备方法，其特征在于，所述水热反应的温度为180℃～230℃；及/或，所述聚乙烯吡咯烷酮与所述水溶性三价铁盐中的铁元素的质量比为20:1～30:1；及/或，所述葡萄糖与所述水溶性三价铁盐中的铁元素的摩尔比为0.5:1～1:1；及/或，所述还原性溶剂为乙二醇；及/或，所述强碱弱酸盐为乙酸盐。

11.根据权利要求7所述的光子晶体材料的制备方法，其特征在于，还包括在所述Fe₃O₄@PVP颗粒上包覆二氧化硅层的步骤：将所述Fe₃O₄@PVP颗粒与硅源、催化剂、水在醇中混合反应，得到包覆有所述二氧化硅层的Fe₃O₄@PVP颗粒。

12.根据权利要求11所述的光子晶体材料的制备方法，其特征在于，所述硅源中的硅元素与所述水的摩尔比为1:115～1:290；及/或，所述硅源中的硅元素与所述Fe₃O₄@PVP颗粒中的铁元素的摩尔比为1:1～3:1；及/或，所述催化剂为氨水；及/或，所述硅源选自硅酸酯及有机硅中的一种。

13.根据权利要求11或12所述的光子晶体材料的制备方法，其特征在于，还包括将所述包覆有所述二氧化硅层的Fe₃O₄@PVP颗粒和水混合进行表面改性处理，以使所述二氧化硅层呈多孔结构的步骤。

14.根据权利要求11所述的光子晶体材料的制备方法，其特征在于，所述醇选自无水乙醇、无水甲醇及无水异丙醇中的一种。