[發(fā)明專利]一種綠色氧化鋯超結(jié)構(gòu)色劑的制備方法

無效

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• 申請日: 2014-06-18
• 公開（公告）號: CN104071839A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王莉麗;王秀峰
• 申請（專利權(quán)）人: 陜西科技大學(xué)
• 主分類號: C01G25/02
• 分類號: C01G25/02
• 代理公司: 西安智大知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 段俊濤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光子晶體制備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種綠色氧化鋯超結(jié)構(gòu)色劑的制備方法。

背景技術(shù)

結(jié)構(gòu)色的產(chǎn)生是由于超結(jié)構(gòu)(即光子晶體)中光子帶隙即禁帶的存在，當(dāng)帶隙的范圍落在可見光范圍內(nèi)，特定頻率的可見光將不能透過該晶體，這些不能傳播的光被超結(jié)構(gòu)反射，在具有周期性的超結(jié)構(gòu)表面形成相干衍射。這些很窄波段的光被眼睛所感知，就產(chǎn)生絢麗的結(jié)構(gòu)色。自然界中典型的生物結(jié)構(gòu)色有甲蟲、孔雀和蝴蝶等，這些結(jié)構(gòu)色因具有高亮度、高飽和度、永不退色和環(huán)境友好性而日益受到國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。

同時，傳統(tǒng)色劑的生產(chǎn)會引起水資源的大量消耗，造成環(huán)境污染，一些色劑有毒、不可降解和易褪色等，因此研究與開發(fā)生態(tài)環(huán)保的新型色劑技術(shù)成為熱點。目前，人工合成的超結(jié)構(gòu)色劑通常呈色微弱，在特定的角度反射出彩虹色，只有有經(jīng)驗的人在特定的角度下才可以察覺到彩虹色。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種綠色氧化鋯超結(jié)構(gòu)色劑的制備方法，能夠獲得明確的顏色，而不是彩虹色。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種綠色氧化鋯超結(jié)構(gòu)色劑的制備方法，包括如下步驟：

1)采用微乳液法制備直徑為410±10nm的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)膠體球，自組裝膠體球得到密排面心立方結(jié)構(gòu)的PMMA模版；

2)取6g醋酸鋯和6g甲醇放入玻璃瓶混合攪拌5-10min得到前驅(qū)物混合液，另取3g所得PMMA模版放入布氏漏斗的濾紙上，將所述前驅(qū)物混合液從上而下逐滴滴入該模版中，除去過量的前驅(qū)物混合液。

3)將過濾后的含有前驅(qū)物的模版在室溫下干燥24-36min，隨后放入石英管式爐中，在450-500℃的還原性氣氛中焙燒2h，保持2-4℃/min的升溫速率和0.6L/min的氮氣流入量，將模版上的前驅(qū)物轉(zhuǎn)換成固相的氧化鋯超結(jié)構(gòu)色劑。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

1)本發(fā)明使用還原性的氣氛燒結(jié)，使光子禁帶發(fā)生了遷移，進入了綠色波段。

2)本發(fā)明通過原位反應(yīng)生成的碳是一種光吸收劑，它對該材料光子禁帶的吸收率遠(yuǎn)小于對禁帶以外波長的吸收率。通過原位碳摻雜氧化鋯超結(jié)構(gòu)使得該材料在禁帶反射率增強，而對禁帶以外波長的反射率降低，并且阻止了雜散光的散射，提高了該色劑的飽和度，使其呈現(xiàn)明亮的綠色。

3)本發(fā)明獲得了絢麗的單一綠色氧化鋯超結(jié)構(gòu)色劑，該色劑具有高飽和度、高亮度和永不退色的特點。

4)本發(fā)明所得色劑無毒，其生產(chǎn)過程不會造成水資源的大量消耗和環(huán)境污染，是一種環(huán)境友好的新型色劑。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例1氧化鋯超結(jié)構(gòu)色劑的紫外-可見光譜。

圖2是本發(fā)明實施例1氧化鋯超結(jié)構(gòu)色劑的呈色情況。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例詳細(xì)說明本發(fā)明的實施方式。

實施例1

一種綠色氧化鋯超結(jié)構(gòu)色劑的制備方法，包括如下步驟：

1)采用微乳液法制備直徑為410±10nm的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)膠體球，自組裝膠體球得到密排面心立方結(jié)構(gòu)的PMMA模版；

2)取6g醋酸鋯和6g甲醇放入玻璃瓶混合攪拌10min得到前驅(qū)物混合液，另取3g所得PMMA模版放入布氏漏斗的濾紙上，將所述前驅(qū)物混合液從上而下逐滴滴入該模版中，除去過量的前驅(qū)物混合液。

3)將過濾后的含有前驅(qū)物的模版在室溫下干燥24min，隨后放入石英管式爐中，在450℃的還原性氣氛中焙燒2h，保持2℃/min的升溫速率和0.6L/min的氮氣流入量，將模版上的前驅(qū)物轉(zhuǎn)換成固相的氧化鋯超結(jié)構(gòu)色劑。

實施例2

一種綠色氧化鋯超結(jié)構(gòu)色劑的制備方法，包括如下步驟：

1)采用微乳液法制備直徑為410±10nm的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)膠體球，自組裝膠體球得到密排面心立方結(jié)構(gòu)的PMMA模版；

2)取6g醋酸鋯和6g甲醇放入玻璃瓶混合攪拌5min得到前驅(qū)物混合液，另取3g所得PMMA模版放入布氏漏斗的濾紙上，將所述前驅(qū)物混合液從上而下逐滴滴入該模版中，除去過量的前驅(qū)物混合液。

3)將過濾后的含有前驅(qū)物的模版在室溫下干燥36min，隨后放入石英管式爐中，在500℃的還原性氣氛中焙燒2h，保持3℃/min的升溫速率和0.6L/min的氮氣流入量，將模版上的前驅(qū)物轉(zhuǎn)換成固相的氧化鋯超結(jié)構(gòu)色劑。

實施例3

一種綠色氧化鋯超結(jié)構(gòu)色劑的制備方法，包括如下步驟：