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胶体晶体,其薄膜的结构颜色及以其为模板的大孔材料

丛海林  
【摘要】: 本论文的研究工作主要涉及以下内容: 1.用乳液聚合和无皂乳液聚合的方法,合成了粒径在200-500 nm单分散的聚(苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸)(P(St-MMA-AA))乳胶颗粒,研究了引发剂和乳化剂用量对所合成的乳胶颗粒粒径的影响。用Stober法合成了粒径在30-700 nm单分散的二氧化硅(SiO_2)粒子,考察了原料的投料比对所合成粒子粒径的影响。 2.用倾斜沉积的方法制备了P(St-MMA-AA)的胶体晶体,并用扫描电镜和原子力显微镜对所形成的阶梯型胶体晶体进行了比较详细的表征。在所制备的胶体晶体中同时观察到了四方排列和六方排列两种排列方式,及面心立方堆积和六方堆积两种堆积模式。研究了温度、表面张力对倾斜沉积时胶体颗粒排列和堆积的影响。结果表明温度低、表面张力小时,四方排列的比例增加。 3.以胶体晶体为模板,采用共沉积的方法,制备了填充有金纳米颗粒的P(St-MMA-AA)的胶体晶体。经550℃煅烧,除去有机的P(St-MMA-AA)胶体晶体模板后,成功地制备了具有催化活性,能够诱导铜离子无电沉积的金(Au)的三维有序大孔材料。 4.设计并采用胶体晶体颗粒在氯化钠(NaCl)和氯化钾(KCl)的饱和溶液中共沉积的方法,成功制备出了NaCl和KCl晶体充填的胶体晶体模板。通过煅烧除去有机的胶体晶体模板后,制备出了新型的NaCl和KCl晶体的三维有序大孔材料,并初步探讨了它们在光学和二次模板法制备液晶等亚微米微球中的应用。 5.设计并采用以有机胶体颗粒和SiO_2颗粒,在热敏性的重氮树脂(DR)水溶液中共沉积的方法,成功制备出了充填了重氮树脂的胶体晶体模板。通过四氢呋喃溶解掉有机晶体模板,和用氢氟酸刻蚀掉SiO_2晶体模板后,成功制备了DR的大孔材料。利用重氮树脂与P(St-MMA-AA)胶体颗粒能够热交联的性质,制备了能经受超声波洗涤的稳定的胶体晶体。 6.研究了1-3层胶体晶体薄膜的颜色,由380 nm粒径的P(St-MMA-AA)胶体颗粒,成功地制备了一层和两层、具有均一颜色的胶体晶体薄膜,并从薄膜


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