欢迎来到天天文库
浏览记录
ID:38264739
大小:1.05 MB
页数:4页
时间:2019-05-26
《热处理温度对蛋白石晶体的影响》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第20卷第9期强激光与粒子束Vol.20,No.92008年9月HIGHPOWERLASERANDPARTICLEBEAMSSep.,2008文章编号:10014322(2008)09149504热处理温度对蛋白石晶体的影响段涛1,2,彭同江1,唐永建2,陈吉明1(1.西南科技大学矿物材料及应用研究所,四川绵阳621010;2.中国工程物理研究院激光聚变研究中心,四川绵阳621900)摘要:采用等体积快速混合法制备了不同粒径的单分散SiO2微球,通过重力垂直沉降自组装形成了蛋白石模板,研究了热处理温度对蛋白石晶体模板形貌、结构与光学性能的影
2、响。SEM,TGDSC,UVVis等分析表明:热处理可提高组装微球的粘合性与模板的机械强度;SiO2胶体模板煅烧温度在700~800℃较为合适;热处理能够改变蛋白石晶体光子带隙的位置,随着煅烧温度的升高,带隙发生蓝移并且带隙逐渐变窄。关键词:蛋白石晶体;热处理;模板;SiO2微球中图分类号:TN204文献标志码:A[1][2]自1987年E.Yablonovitch和S.John提出光子晶体的概念以来,光子晶体一直是材料学、物理学等诸多领域研究的前沿课题。单分散SiO微球和聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯甲酯(PMMA)、聚苯乙炔(PPA)等聚2[
3、34]合物微球,在合适的条件下可自组装形成六方或面心立方结构的3维有序蛋白石模板或光子晶体。在蛋白石模板组装基元微球空隙间充填电介质(半导体、金属或陶瓷等),卸载掉模板后可以形成可见光至红外波段反[56]蛋白石结构光子晶体、有序介孔金属与低密度泡沫等特殊结构功能材料,在高密度存储、化学催化、分离与[5,79]吸附、生物传感器、ICF靶材等领域具有广阔的应用前景。通常在蛋白石模板组装完成后,为进一步减少[10]其模板缺陷,提高胶体晶体的机械强度,往往需要对其进行加固,常采取碱溶液浸渍或者热处理。本文研究了热处理温度对蛋白石晶体模板形貌、结构与光
4、学性能的影响。1实验1.1试剂正硅酸四乙酯(TEOS),分析纯,天津科密欧试剂厂;浓氨水(质量分数25%~28%),分析纯,成都市联合化工厂;无水乙醇,分析纯,成都市方舟化学试剂厂;去离子水,自制等。1.2单分散犛犻犗2微球的制备参照文献[11],按照一定配方分别量取去离子水20mL、无水乙醇74mL、氨水6mL与6mL的TEOS,94mL无水乙醇超声分散5min后快速混合,在35℃恒温下水浴、磁力搅拌条件下反应4h,离心洗涤、干燥,所得样品编号为OD12。1.3蛋白石模板的组装与热处理称取1gSiO2微球倒入盛有以无水乙醇(25mL)作沉降介质
5、的烧杯中,超声分散15min后,配制成体积分数为3.2%的SiO悬浮溶液,将经过铬酸溶液和乙醇亲水处理过的载玻璃片作为衬底,垂直插入悬浮溶液2中,将烧杯放在40℃恒温恒湿密闭、无扰动的烘箱中,2~3d后待烧杯中的溶剂基本挥发完毕,在衬底上形成了一层蛋白石薄膜,所得样品编号为VAA,VAB,VAC,VAD,VAE,VAF。将组装的蛋白石模板分别放置在90,200,700℃的高温炉中进行热处理,然后对热处理后的模板形貌、物相与光学性能进行表征。1.4样品表征根据动态光散射法原理,用Malvern公司ZEN3600型NanoZS激光粒度分析
6、仪对制备的样品粒度分布进行表征;用日本理学S440型扫描电子显微镜观察样品与模板热处理后的显微形貌;用德国耐驰公司STA449综合热分析仪对热处理后样品进行热重与差热分析,升温速度10℃/min,温度范围20~1000℃;氮气速率为50mL/min;用Nicolet公司5700型傅里叶变换红外光谱仪分析热处理对基团影响;用日本岛津收稿日期:20080402;修订日期:20080801基金项目:四川省教育厅青年基金项目(2006B050);四川省科技厅应用基础项目(2007J13021);西南科技大学“十一五”重点科技项目(06ZX210
7、7);西南科技大学青年基金项目(06ZX3178)作者简介:段涛(1977—),男,博士研究生,讲师,从事纳米自组装与金属泡沫功能材料研究;duant@ustc.edu.cn。1496强激光与粒子束第20卷UV3150紫外可见光谱仪测量热处理后蛋白石模板的吸收光谱的变化。2结果与讨论2.1单分散犛犻犗2微球的表征图1是样品OD12的SiO2微球的扫描电镜(SEM)照片。由图可知,SiO2微球为光洁的圆球,颗粒均匀,平均尺寸为240nm,与激光粒度测试数据基本吻合。图2是用动态光散射法测量样品OD12的SiO微球的2粒度分布曲线。多分散指数(P
8、DI)小于0.2时,颗粒的单分散性较好,而PDI指数越小,颗粒的单分散性越[12]好。由图2分析可得,样品OD12的平均
此文档下载收益归作者所有