[發(fā)明專利]一種光學(xué)性質(zhì)可調(diào)的分散液及其制備方法

有效

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• 申請日: 2018-06-29
• 公開（公告）號: CN110655089B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張澤朋;付萌
• 申請（專利權(quán)）人: 中國地質(zhì)大學(xué)（北京）
• 主分類號: C01B33/40
• 分類號: C01B33/40;C01G49/08
• 代理公司: 北京康思博達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11426
• 代理人: 路永斌;劉冬梅

本發(fā)明公開了一種磁性納米復(fù)合材料及其制備方法，以及一種光學(xué)性質(zhì)可調(diào)的分散液及其制備方法，該磁性納米復(fù)合材料包括磁性包覆的各向異性納米結(jié)構(gòu)，優(yōu)選為磁性包覆的各向異性納米結(jié)構(gòu)。該光學(xué)性質(zhì)可調(diào)的分散液包括磁性納米復(fù)合材料。其中，該分散液的制備方法包括以下步驟：制備二維磁性納米復(fù)合材料；將二維磁性納米復(fù)合材料分散在溶液中制備膠體分散液；給膠體分散液施加外加磁場，得到光學(xué)性質(zhì)可調(diào)的復(fù)合材料分散液。本發(fā)明制備方法條件簡單，制備周期短，成本低廉，易于實現(xiàn)，制備得到的光學(xué)性質(zhì)可調(diào)的分散液的磁響應(yīng)性高，光學(xué)性質(zhì)可調(diào)，在顯示器件領(lǐng)域具有極大的應(yīng)用潛力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于功能材料領(lǐng)域，特別涉及一種光學(xué)性質(zhì)可調(diào)的分散液及其制備方法。

背景技術(shù)

近些年，通過組裝納米材料構(gòu)建人造周期結(jié)構(gòu)，以實現(xiàn)對電磁波的調(diào)控，已經(jīng)引起了人們強大的興趣，比如等離子體納米材料、磁響應(yīng)性納米材料和各向異性納米材料等。已有研究報道了這種自下而上的組裝的方式，例如電場驅(qū)動、磁場驅(qū)動、熱驅(qū)動、非共價鍵驅(qū)動等。它們組裝成有序納米結(jié)構(gòu)的能力決定了材料在納米光電子領(lǐng)域的高精尖應(yīng)用。

Michael研究出金和銀納米粒子陣列在可見光和近紅外區(qū)展示出局部表面等離子體共振，因而可以在某個波段引起強烈的光吸收和光散射。利用這個特點，金和銀的納米陣列可以作為一個液態(tài)鏡面，通過電場調(diào)控，實現(xiàn)光透射和反射的可逆調(diào)控。Yadong Yin通過磁誘導(dǎo)實現(xiàn)了超順磁四氧化三鐵的有序組裝，這種周期陣列對可見光的散射使其可以應(yīng)用在結(jié)構(gòu)色打印和場響應(yīng)顯示器件領(lǐng)域。但是雜化材料的光學(xué)性質(zhì)可調(diào)性還未見報道。雜化材料可以為有序結(jié)構(gòu)的自組裝提供外場調(diào)控源，擴大可以用作有序納米結(jié)構(gòu)基元的原材料的范圍。如果實現(xiàn)了雜化材料的光學(xué)性質(zhì)外場可控，可能會為有序和復(fù)雜的人造納米結(jié)構(gòu)提供更強大的可控性、可調(diào)性、穩(wěn)定性，還有可能會降低成本。

無機非金屬礦物材料是一種非常重要且年輕的功能材料。各向異性礦物納米粒子如蒙脫石、鋰皂石、三水鋁石等在過去十年中已經(jīng)被大量報道，可以在水相分散液中自發(fā)地形成有序結(jié)構(gòu)，進(jìn)而形成液晶相。但無機液晶的合成技術(shù)不太成熟，而且液晶相的光學(xué)性質(zhì)不可控，很難將無機礦物液晶應(yīng)用到實際生活中。Feng Lin最近報道了利用石墨烯的反磁性來實現(xiàn)石墨烯片的磁控取向和光學(xué)性質(zhì)可控，但是石墨烯原料的高成本決定了該材料無法大規(guī)模應(yīng)用。

因此，亟需開發(fā)出一種光學(xué)性質(zhì)可調(diào)的分散液，實現(xiàn)無機液晶的取向可控及光學(xué)性質(zhì)可控，這對無機液晶的研究和產(chǎn)業(yè)化具有重要的現(xiàn)實意義。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明人進(jìn)行了銳意研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：對非磁性各向異性納米結(jié)構(gòu)進(jìn)行磁性包覆，得到二維磁性納米復(fù)合材料，然后將二維磁性納米復(fù)合材料分散在溶液中制得膠體分散液，給膠體分散液施加外加磁場，得到光學(xué)性質(zhì)可調(diào)的分散液。本發(fā)明制備方法條件簡單，制備周期短，成本低廉，得到的分散液穩(wěn)定性強，磁響應(yīng)性高，松弛時間短，光學(xué)性質(zhì)可調(diào)，在顯示器件領(lǐng)域具有極大的應(yīng)用潛力，從而完成本發(fā)明。

本發(fā)明的第一方面提供一種磁性納米復(fù)合材料，該磁性納米復(fù)合材料包括磁性包覆的各向異性納米結(jié)構(gòu)，優(yōu)選為磁性包覆的各向異性納米結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的第二方面提供一種本發(fā)明第一方面所述的磁性納米復(fù)合材料的制備方法，該復(fù)合材料優(yōu)選為蒙脫石@四氧化三鐵磁性納米復(fù)合材料，其特征在于，包括以下步驟：

1.1)、配制蒙脫石的懸浮液；

1.2)、向步驟1.1)所得懸浮液中加入Fe²⁺和Fe³⁺鹽；

1.3)、繼續(xù)向懸浮液中加入堿性物質(zhì)，設(shè)定反應(yīng)時間，得到蒙脫石@四氧化三鐵磁性納米復(fù)合材料。

本發(fā)明的第三方面提供一種光學(xué)性質(zhì)可調(diào)的分散液，其中，該分散液包括本發(fā)明第一方面所述的磁性納米復(fù)合材料。