[发明专利]一种在基板上由高分散的红外吸收纳米颗粒与两种二氧化硅颗粒组装薄膜的方法

权利要求书

1.一种在基板上由高分散的红外吸收纳米颗粒与两种二氧化硅颗粒组装薄膜的方法，其特征在于：以正硅酸丁酯为原料制备SiO₂溶胶，通过改变实验参数调节SiO₂溶胶中SiO₂颗粒的大小，制备两种含不同颗粒大小的SiO₂溶胶，将上述两种溶胶按一定比例混合，再加入红外吸收剂，以高分子材料作为成膜剂，在基板上由高分散的两种二氧化硅颗粒组装薄膜。

2.根据权利要求1所述的一种在基板上由高分散的红外吸收纳米颗粒与两种二氧化硅颗粒组装薄膜的方法，其特征在于：具体步骤如下：

步骤S1表面抛光：采用丙酮或乙醇溶液超声洗涤一定时间，之后用去离子水清洗干净，吹干基板表面，得到表面已抛光的基片；

步骤S2 配制溶胶：配制溶胶及其溶胶混合液；

步骤S21二氧化硅溶胶：一定量的正硅酸丁酯、乙醇、去离子水加入烧杯中搅拌；以每分钟0.2mL的滴速逐滴加入碱性催化剂，调节pH值至7~9之间的适合条件，搅拌后得到二氧化硅溶胶；通过调节正硅酸丁酯、溶剂、去离子水及碱性催化剂的含量，分别得到两种粒径大小的二氧化硅的溶胶；

步骤S22高分子溶液的配制：取一定量的高分子材料与溶剂混合装入圆底烧瓶，固定好冷凝管，设置加热温度，磁力搅拌一定时间，冷却后得到成膜剂溶液；

步骤S23 将含不同粒径二氧化硅的溶胶分别老化一定时间，备用；

步骤S3 配制成膜液：将老化后的含两种粒径的二氧化硅溶胶混合后，再加入一定质量的红外吸收剂，与成膜剂溶液按照一定比例混合，使用超声机在50W, 40Hz的工作条件下超声混合0.1~2 h，在基片上涂覆成膜；

步骤S4 表面修饰：成膜后的玻璃基板进行烘干，然后对制备好的薄膜样品表面涂抹十七氟癸基三甲氧基硅烷，十七氟癸基三甲氧基硅烷溶液用量为0.667 ~66.7 mL/m²；

步骤S5 固化：将步骤S4中表面修饰后的基片置于80~200℃的恒温烘箱中烘干0.5-24h，冷却，获得在基板上由高分散的红外吸收纳米颗粒与两种二氧化硅颗粒组装的SiO₂薄膜。

3.根据权利要求2所述的一种在基板上由高分散的红外吸收纳米颗粒与两种二氧化硅颗粒组装薄膜的方法，其特征在于：步骤S1丙酮或乙醇溶液超声洗涤时间1~60 min。

4.根据权利要求2所述的一种在基板上由高分散的红外吸收纳米颗粒与两种二氧化硅颗粒组装薄膜的方法，其特征在于：步骤S21二氧化硅溶胶中碱性催化剂含有氨水、氢氧化钠、碳酸氢钠中的一种或几种，其用量与硅原子摩尔比为(0.001~1)：1。

5.根据权利要求2所述的一种在基板上由高分散的红外吸收纳米颗粒与两种二氧化硅颗粒组装薄膜的方法，其特征在于：步骤S22成膜剂配制中使用的高分子材料包括聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙二醇和聚苯乙烯中的一种或几种；所用到的溶剂包含水、乙醇、丙酮、乙二醇中的一种或几种；高分子溶液的浓度范围为0.1~10wt%，加热温度为20~100℃、时间为0.5-12 h。

6.根据权利要求2所述的一种在基板上由高分散的红外吸收纳米颗粒与两种二氧化硅颗粒组装薄膜的方法，其特征在于：步骤S23 含两种粒径二氧化硅的溶胶混合比例按照大颗粒与小颗粒Si/Si的摩尔比范围为：(100~1)：1；混合溶胶与成膜剂的混合比例按照Si/C的摩尔比范围为：1：(100~1000000)。

7.根据权利要求2所述的一种在基板上由高分散的红外吸收纳米颗粒与两种二氧化硅颗粒组装薄膜的方法，其特征在于：步骤S23不同粒径二氧化硅的溶胶分别老化3~48 h。