聚苯乙烯光子晶体高效制备.pdf

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1、2013年第2l卷第2期，157～160合成化学ChineseJournalofSyntheticChemistryVol。21，2013No．2，157—160·研究论文·聚苯乙烯光子晶体高效制备黄孝明h，荆涛¨，田景芝协(1．齐齐哈尔大学a．分析测试中心；b．化学与化学工程学院，黑龙江齐齐哈尔161006)摘要：以苯乙烯单体为原料，采用一步聚合自组装法制备了具有蛋白石结构的聚苯乙烯(Ps)光子晶体(1)；以1为模板制备了反蛋白石结构的Ti02光子晶体(2)来验证l的有序性；探讨了1的制备机理。1和2的结构和形貌经IR。SEM和TEM表征。讨论了乳化剂SDS的用量对PS微球排列有序性的

2、影响。结果表明，SDS用量在30mg一74mg时，Ps微球的粒径不断减小，微球排列的有序性受到影响；当SDS用量为52mg时，Ps微球排列的有序性最佳，能够形成蛋白石结构的1；2在大范围内有序排列进一步证明了l的高度有序性。关键词：蛋白石结构；光子晶体；制备中图分类号：0632．13文献标识码：A文章编号：1005-1511(2013)02-0157-04PreparationofPolysty’renePhotonicCrystalsHUANGXiao．mingh，JINGTao玷，TIANJing。zlfil“(a．AnalysisandTestCenter；b．CofiegeofC

3、hemistryandChemistryEngineering，1．QiqiharUniversity，Qiqihar161006，CKna)Abstract：Polystyrene(IX3)photoniecrystals(1)withopalsstructurewaspreparedbytheself-assem—blytechniqueofasingle·stagepolymerizationfromstyrene。Ti02photoniccrystal(2)withinverseO—palwaspreparedusing1asthetemplateinordertoverify1

4、orderly．Thepreparationmechanismof1WaSinvestigated．Thestructuresandtopographyof1and2werecharacterizedbyIR，SEMandTEM．TheeffectsoftheamountofemulsifierSDSontheorderedarrangementofPSmicmspheresweredis—cussed．TheresultsshowedthatwhentheamountofSDSwas30mg一74mg，theparticlesizeofthePSmicmspherescontinued

5、todecreaseandtheorderedarrangementofPSmicmsphereswasinllu．enced；whentheamountofSDSWas52mg，theorderedarrangementofPSmicrospheresWasoptimaland1Wasformed；highlyorderedarrangementof1Wasfurtherprovedbytheorderedarrangementof2onalargescale．Keywords：opalstructure；photoniccrystal；preparation1987年，Yablono

6、vitch[11和John‘21各自提出光子晶体的概念之后，广大科研人员对光子晶体的研究产生了浓厚兴趣，(Science)和(Nature)相继刊载了大量关于光子晶体的研究论文。蛋白石结构的光子晶体是呈面心立方排列的微晶结构体‘31。目前人工蛋白石结构光子晶体主要采用胶体晶体自组装法制备‘4“1，该方法分两步，首先要制备单分散微球(如SiO：微球、PS微球)，然后用多种组装方法(如重力场沉降法、离心沉降法、垂直沉降法、对流自组装法、电泳沉积法等)让微收稿日期：2012．12—18基金项目：黑龙江省教育厅资助项目(12521612)；齐齐哈尔大学青年教师科研启动支持计划资助项目(2010K

7、—M24)作者简介：黄孝明(1983一)，男，汉族，黑龙江绥化人，实验师，主要从事孔材料的研究。E-mail：hxn0311@163．COl通信联系人：田景芝，高级实验郯，E-mail：Ij确66@163．corn合成化学球完成自组装¨1；该种方法虽能成功制备出具有蛋白石结构的光子晶体，但存在周期长、产率不稳定、实验条件和操作要求高等缺陷，使制备效率难以提高，影响了工业生产中的应用和推广。近年来，科研人员对“自组装法”进行深入探索，