[發(fā)明專(zhuān)利]一種低角度依賴(lài)性藍(lán)色硫化鎘結(jié)構(gòu)色薄膜及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811408875.X
• 申請(qǐng)日: 2018-11-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109485089A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王芬;薛雨;朱建鋒;趙婷;方媛;方園;羅宏杰;盧博
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 陜西科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C01G11/02
• 分類(lèi)號(hào): C01G11/02;C03C17/22
• 代理公司: 西安通大專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 徐文權(quán)

本發(fā)明提供一種低角度依賴(lài)性藍(lán)色硫化鎘結(jié)構(gòu)色薄膜及其制備方法，包括以下步驟：步驟1，分別配制得到鎘源、硫源和混合基溶液；步驟2，將硫源和鎘源加入混合基溶液中，高溫反應(yīng)制得種子溶液；步驟3，步驟2反應(yīng)完后，所得種子溶液置于0?10℃冰水中，快速冷卻至室溫，離心保留亮黃澄清透明的上清液；步驟4，向步驟3所得上清液中加入四水合硝酸鎘和硫脲，反應(yīng)制得含有硫化鎘微球的乳濁液，洗滌后超聲分散在乙醇溶劑中，得到單分散硫化鎘微球的乙醇溶液；步驟5，采用垂直沉降法進(jìn)行鍍膜。本發(fā)明得到的硫化鎘結(jié)構(gòu)色薄膜，結(jié)構(gòu)各向同性，呈色穩(wěn)定，不易褪色，角度依賴(lài)性弱，顏色不會(huì)隨觀察角度的變化而變化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于結(jié)構(gòu)色材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低角度依賴(lài)性藍(lán)色硫化鎘結(jié)構(gòu)色薄膜及其制備方法。

背景技術(shù)

光子晶體(PC)是一種介電常數(shù)隨空間周期性變化的新型光學(xué)微結(jié)構(gòu)材料，就是將不同介電常數(shù)的介質(zhì)材料在一維、二維或者三維空間組成具有光波長(zhǎng)量級(jí)的折射率周期性變化的結(jié)構(gòu)材料。結(jié)構(gòu)色是一種物理呈色，具有顏色鮮艷、永不褪色、環(huán)境友好、制備周期短等優(yōu)點(diǎn)。結(jié)構(gòu)色因其具有高亮度、高飽和度、永不退色、虹彩現(xiàn)象、偏振效應(yīng)等特點(diǎn)，而這些都是普通顏料色或色素色所不具備的，因此越來(lái)越受到科學(xué)界和工程界的關(guān)注。

近些年來(lái)通過(guò)膠體微球的有序自組裝法，能夠形成蛋白石結(jié)構(gòu)光子晶體，最后光線在具有周期性結(jié)構(gòu)的光子晶體表面形成通過(guò)干射、衍射、散射等作用，從而產(chǎn)生絢麗多彩的結(jié)構(gòu)色，但是因?yàn)榫哂泻绮市?yīng)，即不同方向觀察到的顏色不同，大大限制了結(jié)構(gòu)色在平板顯示、印刷媒介以及光學(xué)設(shè)備等方面的應(yīng)用。

通常，制備的光子晶體粉體狀態(tài)一般呈現(xiàn)出白色。只有通過(guò)組裝成有序的光子晶體薄膜之后才能呈現(xiàn)出結(jié)構(gòu)色(CN108059829A、CN107987216A)。添加微量黑色顏料能夠提高色彩飽和度，而且能夠有效降低結(jié)構(gòu)色對(duì)角度的依賴(lài)性，達(dá)到隨著觀察角度變化結(jié)構(gòu)色保持不變的效果(CN105174302B、105175015 A、103788770A)，其中炭黑或者黑色素的作用在于能夠在可見(jiàn)光波段內(nèi)有較強(qiáng)的吸收，從而降低非相干散射，使得結(jié)構(gòu)色薄膜在短程有序、長(zhǎng)程無(wú)序的狀態(tài)下也能夠表現(xiàn)出較高的色彩飽和度，同時(shí)這種短程有序、長(zhǎng)程無(wú)序的結(jié)構(gòu)，因?yàn)楦飨蛲裕跃哂械徒嵌纫蕾?lài)性，即隨著觀察角度的變化，顏色基本不變，能夠應(yīng)用于顯示、印刷等方面。

但將粉體與一定量黑色物質(zhì)混合制膜，工藝較復(fù)雜，往往需要較長(zhǎng)時(shí)間的超聲混合；且蛋白石結(jié)構(gòu)對(duì)鍍膜環(huán)境要求很高，易受外界環(huán)境干擾，納米結(jié)構(gòu)的黑色素會(huì)造成薄膜結(jié)構(gòu)的缺陷，并且微弱的環(huán)境波動(dòng)都會(huì)對(duì)薄膜的質(zhì)量有很大的影響，因此很難被廣泛應(yīng)用。同時(shí)，納米級(jí)炭黑具有較高的表面能，因此存在難分散、易團(tuán)聚，并且在多數(shù)溶液中難以溶解等缺點(diǎn)，而有機(jī)黑色染料需要進(jìn)行拼色、混色等工藝過(guò)程，過(guò)程復(fù)雜且制備出來(lái)的有機(jī)黑色染料不穩(wěn)定。近些年來(lái)，半導(dǎo)體硫化物(比如硫化鎘)材料因其較高的色彩飽和度，主要作為單一黃色色料使用，此外硫化鎘主要用作顏料。硫化鎘和硒化鎘用于制造光敏電阻、太陽(yáng)能電池、光催化劑等。

目前為止，還沒(méi)有文獻(xiàn)對(duì)利用硫化鎘來(lái)制備短程有序結(jié)構(gòu)及高飽和度結(jié)構(gòu)色材料的制備進(jìn)行過(guò)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種低角度依賴(lài)性藍(lán)色硫化鎘結(jié)構(gòu)色薄膜及其制備方法，在不摻雜黑色素的作用下，成功制備出一種低角度依賴(lài)的光子晶體結(jié)構(gòu)色薄膜。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

一種低角度依賴(lài)性藍(lán)色硫化鎘結(jié)構(gòu)色薄膜的制備方法，包括以下步驟：

步驟1，將四水合硝酸鎘充分溶解于二乙二醇中，得到鎘源；將硫脲充分溶解于二乙二醇中，得到硫源；將聚乙烯吡咯烷酮溶于二乙二醇中，制得混合基溶液；