SiO2乳膠粒子及其有序組裝體的制備研究.pdf

1、歹；，分類號——UDC密級一學(xué)校代碼10497武鹺坦歹大穿學(xué)位論文題目SiQ2莖生壁鱉王盈甚查莊塑苤堡鮑劍壘盟塞英文Thepreparationstudyofcolloidalsilica題目P壘!!i堡l曼墨壘n亟!h曼壘曼墨星!旦墜!i曼墨一研究生姓名迕盤指導(dǎo)教師姓名壑盍墜職稱型盟塞員學(xué)位亟430070副指導(dǎo)姓名璺金莖職稱型塾撞學(xué)位譴申請學(xué)位級別碩士430070論文提交日期2Q!!生壘月論文答辯日期2Q!!生堇旦學(xué)位授予單位巒婆墨墨

2、盤堂學(xué)位授予日期——答辯委員會主席評閱人2011年5月武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要作為二十世紀(jì)八十年代末發(fā)展起來的一種功能材料，光子晶體在功能器件、光子晶體光纖、紅#V／雷達隱身等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用和應(yīng)用潛力。它是由不同折光指數(shù)的介質(zhì)材料按照某種空間有序結(jié)構(gòu)排列所形成的人工周期微結(jié)構(gòu)，具有抑制、調(diào)制或增強光子傳輸?shù)奶匦?。光子晶體技術(shù)的核心是制備光子晶體，膠體化學(xué)法是一種制備具有蛋白石結(jié)構(gòu)光子晶體的主要方法。單分散膠體粒子是構(gòu)筑二維或三維高

3、度周期性結(jié)構(gòu)的基本單元。本論文在大量文獻調(diào)研基礎(chǔ)之上，并考慮到單一結(jié)構(gòu)的基本單元組成的蛋白石結(jié)構(gòu)光子晶體的性質(zhì)和應(yīng)用范圍受到的限制，本文制備了具有不同粒徑的單分散二氧化硅和雙尺寸二氧化硅膠體粒子，并重點研究了組裝工藝參數(shù)對其有序組裝體結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律。論文的主要研究內(nèi)容如下：首先，利用經(jīng)典的St6ber法，在乙醇介質(zhì)中，以氨水作催化劑，正硅酸乙酯(TEOS)作為硅源，通過TEOS的水解和縮聚反應(yīng)制備了單分散的Si02球形粒子。應(yīng)用綜合實驗

4、手段表征，研究了制備工藝過程及反應(yīng)條件參數(shù)對單分散二氧化硅膠體粒子尺寸大小和分布的影響規(guī)律，得到了高圓度、窄粒徑分布、單分散、粒徑為300IlIll18um的二氧化硅微球，能滿足作為組裝光子晶體組成基元的要求。其次，采用垂直沉積法在乙醇溶液中組裝了Si02膠體晶體。用SEM研究了膠體晶體的形貌、結(jié)構(gòu)特點及缺陷情況，所制得的Si02膠體晶體為六方密堆積結(jié)構(gòu)；系統(tǒng)討論了膠體粒子粒徑大小、膠體粒子的濃度和沉積溫度對膠體晶體結(jié)構(gòu)的影響，分析了缺

5、陷和條紋產(chǎn)生的原因，并對二氧化硅膠體晶體進行了聚合物的填充和模板的刻蝕，初步探索了反蛋白石結(jié)構(gòu)光子晶體的制備工藝。最后，在乙醇溶劑中以氨水為催化劑，以TEOS為硅源，通過TEOS的水解和縮聚反應(yīng)制備了具有雙尺寸分布的二氧化硅膠體粒子。利用分時取樣和測試表征的實驗結(jié)果描述了在同一反應(yīng)體系中雙尺寸分布二氧化硅膠體粒子的形成過程、提出了其成核和生長機理。以雙尺寸分布二氧化硅作為構(gòu)筑基元，采用重力沉積法制備由雙尺寸分布二氧化硅所組成的特殊結(jié)構(gòu)光