[發明專利]含銀納米粒子的多孔玻璃及其制備方法

有效

• 申請號: 200910189686.2
• 申請日: 2009-08-31
• 公開（公告）號: CN102001830A
• 公開（公告）日: 2011-04-06
• 發明（設計）人: 周明杰;馬文波;陸樹新
• 申請（專利權）人: 海洋王照明科技股份有限公司
• 主分類號: C03C11/00
• 分類號: C03C11/00;C03C3/06
• 代理公司: 深圳市順天達專利商標代理有限公司 44217
• 代理人: 郭偉剛

技術領域

本發明涉及玻璃的制備領域，更具體地說，涉及一種含銀納米粒子的多孔玻璃及其制備方法。

背景技術

摻金屬粒子得到的復合材料是一種在光學、電子、抗菌以及催化等領域有著重要作用的功能材料。早在公元4世紀，羅馬玻璃工人就懂得了在玻璃摻雜金、銀等金屬顆粒，制備出具有豐富、美麗色彩的玻璃制品。如今，隨著非線性光學的發展，尤其自1983年美國科學家Jian和Lind研究了玻璃摻雜納米顆粒后的三階非線性性能之后，人們對玻璃中摻金屬粒子的研究開始偏重于其光學性能方面。當金屬納米粒子被摻入玻璃時，玻璃基質將粒子彼此隔離開，形成量子點，使得電子的局域性和相干性增強，引起量子限域效應。同時，當金屬納米粒子的尺寸遠小于光場波長時，作用于粒子上的電場也明顯不同于周圍的介質宏觀場，其極化過程將改變局域的介電常數，從而產生介電限域效應。這些效應都會導致玻璃的非線性光學性能的顯著提高，使具有非線性光學性能的復合材料在光存儲、傳輸和開關等領域有著重要的應用優勢，例如：與電子開關器件相比，全光光子開關器件具有開關時間短、節能以及壽命長等優點，將成為未來光電設備的重要組成部件。

目前，在玻璃基質中制備均勻分布的金屬納米粒子已成為國際物理、化學界的一個重要努力方向。常用的制備方法有：熔融法、離子注入法以及溶膠凝膠法等，這些工藝相對比較成熟。但是，這些方法也都存在著一些不足之處，例如：熔融法需要將金屬鹽與玻璃料混合后在高溫下進行熔融，由于玻璃體系的粘度較大，金屬顆粒要在玻璃基質中實現均勻分散不是件容易的事情；離子注入法是將金屬以離子形式注入到玻璃基質中，再通過熱處理得到金屬納米粒子，這種方法需要使用昂貴的離子注入設備，并且注入深度有限，金屬納米粒子只能分布在玻璃基質表面；還有一種方法是利用溶膠凝膠法在制備玻璃的同時將含有金屬鹽的溶液與玻璃溶膠混合，通過后處理能夠得到含有金屬納米粒子的玻璃，金屬納米粒子的分散也相對比較均勻，但是這種方法制備玻璃，工藝復雜、生產周期較長，且玻璃制品的強度較低，達不到實用的要求。

發明內容

本發明要解決的一技術問題在于，針對現有的含有金屬納米粒子的玻璃的制備方法，金屬納米粒子在玻璃中的分散不均勻，或者工藝復雜、生產周期較長的缺點，提供一種含銀納米粒子的多孔玻璃的制備方法，其制備出的玻璃中的銀納米粒子分布均勻，并且工藝簡單、制備方便。

本發明要解決的又一技術問題在于，針對現有含有金屬納米粒子的玻璃，玻璃中的金屬納米粒子分散不均勻的缺點，提供一種含銀納米粒子的多孔玻璃，其采用上述制備方法制作，玻璃中的銀納米粒子分布均勻。

本發明解決其技術問題所采用的一技術方案是：提供一種含銀納米粒子的多孔玻璃的制備方法，包括下述步驟：

配制含銀離子的溶液；

配制還原劑溶液；

浸泡：將多孔玻璃交替放置于所述含銀離子的溶液中和所述還原劑溶液中分別浸泡后，制備出所述含銀納米粒子的多孔玻璃。

在本發明所述的含銀納米粒子的多孔玻璃的制備方法中，所述配制含銀離子的溶液的步驟為：將含銀離子的化合物溶解于溶劑中，配制成濃度范圍在1mol/L～1×10^-6mol/L的含銀離子的溶液，所述含銀離子的化合物為硝酸銀，所述溶劑為水或乙醇。

在本發明所述的含銀納米粒子的多孔玻璃的制備方法中，所述配制還原劑溶液的步驟為：將還原劑溶于溶劑中，配制成濃度范圍在1mol/L～1×10^-3mol/L的還原劑溶液，所述還原劑為次磷酸鈉、檸檬酸鈉、水合肼、抗壞血酸、硼氫化鉀、硼氫化鈉、乙二醇或聚乙二醇，所采用的溶劑為水或乙醇。

在本發明所述的含銀納米粒子的多孔玻璃的制備方法中，所述還原劑為水合肼、檸檬酸鈉、硼氫化鉀或硼氫化鈉。

在本發明所述的含銀納米粒子的多孔玻璃的制備方法中，所述化學反應步驟為：將多孔玻璃放置于所述含銀離子的溶液中，浸泡0.5h以上，含銀離子的溶液充分進入到多孔玻璃的微孔中，然后將多孔玻璃取出，用蒸餾水清洗，再放置于所述還原劑溶液中，浸泡反應10min～20h，多孔玻璃中的銀離子還原得到銀單質，然后將多孔玻璃取出，用蒸餾水清洗后干燥，制備出所述含銀納米粒子的多孔玻璃。