[发明专利]一种紫色空心氧化硅光子晶体结构色薄膜及其制备方法

摘要

本发明公开的一种紫色空心氧化硅光子晶体结构色薄膜及其制备方法，属于光子晶体结构色薄膜制备技术领域。本发明方法以粒径为200±5nm的有机微球聚苯乙烯(PS)为模板，在其表面首先修饰‑NH2，然后利用改进的法在其表面包覆一层均匀的氧化硅层，最后通过自组装在玻璃基板表面形成蛋白石结构的光子晶体结构，再通过还原气氛保护下的煅烧将PS微球碳化，由于碳化的PS微球所生成的黑色物质存在于每个空心氧化硅壳层内部从而吸收大部分非相干散射光，获得一种具有高饱和度氧化硅空心球组装而成的紫色光子晶体结构色薄膜该方法过程简单，原料易得将在显示，印刷，涂料，化妆品，光子晶体等方面有广泛应用。

主权项

1.一种紫色空心氧化硅光子晶体结构色薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将粒径为200±5nm的聚苯乙烯微球粉体超声分散于乙醇和去离子水的混合液中，然后加入氨水，充分混匀后向混合体系中加入硅源，搅拌反应后，离心取沉淀，沉淀经洗涤、干燥，制得PS@SiO2核壳结构微球；2)将PS@SiO2核壳结构微球分散于无水乙醇中，制得含有SiO2微球的乳浊液；3)将玻璃基片垂直浸入含有SiO2微球的乳浊液中，于40～50℃下干燥至含有SiO2微球的乳浊液中的无水乙醇完全挥发后，在玻璃基片表面制得核壳结构光子晶体薄膜；4)将核壳结构光子晶体薄膜在500～600℃还原气氛下煅烧1～4小时，制得紫色空心氧化硅光子晶体结构色薄膜；其中，步骤1)中聚苯乙烯微球粉体、乙醇及去离子水的用量比为0.03g：(25～40)mL：(1～3)mL，每30～45mL乙醇和去离子水的混合液中加入0.3～0.5mL质量分数为30％的氨水，步骤1)所述硅源是向混合体系中加入正硅酸乙酯，加入量为每0.03g聚苯乙烯微球粉体加入150～200μL正硅酸乙酯；其中，步骤1)加入氨水后的充分混匀是在室温下采用磁力搅拌30～60min；加入硅源后的搅拌反应是在室温下磁力搅拌7～10h；步骤2)中PS@SiO2核壳结构微球与无水乙醇的用量比为(0.1～0.25)g：10mL。