二氧化硅胶体球的制备、改性及其胶体晶体的组装 (1)

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1、第17卷第3期功能材料与器件学报Vo1．17．No．32011年6月JOURNALOFFUCT10NALMATERIALSANDDEVICESJun．．2011文章编号：1007—4252(2011)O3—0323—04二氧化硅胶体球的制备、改性及其胶体晶体的组装伍媛婷，王秀峰(陕西科技大学材料科学与工程学院，西安，710021)摘要：采用改进的StOber法制备了单分散性较好、表面光滑的SiO球形颗粒，将丁二酸化学键合于SiO，胶体球表面以提高其Zeta电势，再采用垂直沉积法在水溶液中制备出SiO胶体晶体。通过x射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜(SEM)和Zeta电位粒度仪对颗粒

2、和胶体晶体的晶型、显微形貌、电学性能进行测试分析。结果表明：所得SiO：颗粒为无定形态，SiO颗粒均为完整的球形颗粒，粒径在150～360nm范围内；不同粒径SiO颗粒经丁二酸改性后Zeta电势均出现极大值，且改性后的SiO，微球组装的胶体晶体排列紧密有序，呈现密堆垛结构。关键词：光子晶体；胶体晶体；二氧化硅微球；St0ber法中图分类号：TQ127，2文献标识码：APreparationandmodificationofSiO2colloidalspheresandit’Sself—assemblyWuYuan—ting，WANGXiu-feng(SchoolofMaterial

3、sScience&Engineering，ShaanxiUniversityofScience&Technology，Xi’an712081，China)Abstract：MonodisperseSiO2particlesweresynthesizedbyStObermethod．TheSiO2particlesweremod—ifiedbybutanedioicacid．AndSiO2colloidalcrystalwasfabricatedbytheverticaldepositionmethod．Thecrystalformation，micromorphologyandel

4、ectricalpropertieswerecharacterizedbyX—raydiffraction(XRD)，Scanningelectronmicroscope(SEM)andZetapotentialinstrument．TheresultsshowthattheSiO2particlesaremonodispersenon—crystallinesolidparticleswiththeparticlesizein150～360nm．Ze-tapotentialinstrumentindicatesthatthezetapotentialsoftheSiO2speci

5、menswithdifferentparticlesizesreachthemaximumvalueswhenthemodifiedamountofbutanedioicacidis1．5ginthe50mLaeetonitrilesolvents．AndthecolloidalcrystalpreparedbymodifiedSiO2microsphereshasmoreorderedstructure．Keywords：photoniccrystals；colloidalcrystals；SiO2microspheres；St0bermethodO引言可应用于高效率发光二极管、

6、光开关、零阈值激光器及光波导等领域’引。1987年Yablonovitch和John提出光子带隙的目前，光子晶体的制备方法主要包括半导体精概念以来引，光子晶体的制备及研究受到关注，其密加工方法～和胶体化学方法两类’引。利用微收稿日期：2010—09—11；修订日期：2010—12—23基金项目：陕西省教育厅科研计划项目(09JK362)；陕西省自然科学~(2010JQ6006，2009JM6008)．作者简介：伍媛婷(1981一)，女(汉)，江西省南康市人，讲师，博士研究生，研究方向：功能材料，显示材料与技术．通讯作者：伍媛婷：Email：wuyuanting@sust．edu．c

7、a．324功能材料与器件学报l7卷细加工方法制备光子晶体不仅周期长、成本高，而且3)中煮沸10rain，静置12h，再经去离子水漂洗后在制备可见光和近红外波段的光子晶体(其特征尺寸氮气流下干燥备用。取一定量未改性和丁二酸改性在亚微米量级)是极其困难的。而利用由下至上的A3SiO：胶体球分别用二次蒸馏水配制成质量分数胶体化学方法则可在合适的条件下，使高电荷密度、为1％的SiO胶体溶液，超声分散。将载玻片垂直单分散的胶体球在其体积分数超过一定值时，通过浸入SiO胶体溶液中