一种微纳粒子乳液滴加制备层数可控胶体晶体的方法专利检索- 胶体化学例如其他类目中不包括的胶体物料或其溶液的制备;微胶囊或微球的制造专利检索查询-专利查询网

一种微纳粒子乳液滴加制备层数可控胶体晶体的方法
申请号	CN201710796186.X	申请日	2017-09-06	公开(公告)号	CN107442045A	公开(公告)日	2017-12-08
申请人	蚌埠玻璃工业设计研究院;			发明人	彭寿; 汤永康; 甘治平; 姚婷婷; 苏文静; 马立云; 李刚;
摘要	本发明公开一种微纳粒子乳液滴加制备层数可控胶体晶体的方法，包括以下步骤：S1、确定所需制备胶体晶体的成膜面积S；S2、根据胶体晶体的成膜面积以及制备采用胶粒的直径，计算胶体晶体所需的胶粒小球数量及质量；S3、根据胶体晶体所需的胶粒小球数量及质量，配制胶体粒子悬浮液；S4、将乳胶粒子悬浮液滴在镀膜基底上表面，再使乳胶粒子悬浮液内的分散液蒸发，从而制得胶体晶体；相比较传统的胶体晶体的制备方法，通过微纳粒子乳液滴加的方式很大程度上节省了原料，并且大幅提升了胶体晶体的制备效率；且通过对制备胶体晶体相应层数进行自主设计，并计算所需纳米粒子的数量与质量，从而达到了控制其成膜层数的目的。
权利要求	1.一种微纳粒子乳液滴加制备层数可控胶体晶体的方法，其特征在于，包括以下步骤： S1、确定所需制备胶体晶体的成膜面积S； S2、根据胶体晶体的成膜面积以及制备采用胶粒的直径，计算胶体晶体所需的胶粒小球数量及质量；按成膜面积铺满一层胶粒所需胶粒小球数量n采用公式计算，公式中S为所需制备胶体晶体的成膜面积，d为胶粒小球直径；所需胶粒小球质量M采用公式计算，公式中ρ为胶粒密度；对于两层以上胶体晶体，所需胶粒小球质量为N*M，N≥2； S3、根据胶体晶体所需的胶粒小球数量及质量，配制胶体粒子悬浮液； S4、将胶体粒子悬浮液滴在镀膜基底上表面，再使胶体粒子悬浮液内的分散液蒸发，从而制得胶体晶体。 2.根据权利要求1所述的一种微纳粒子乳液滴加制备层数可控胶体晶体的方法，其特征在于，所述胶粒为聚苯乙烯小球、氧化硅小球、聚乙二醇小球或聚甲基丙烯酸甲酯微纳小球。 3.根据权利要求1所述的一种微纳粒子乳液滴加制备层数可控胶体晶体的方法，其特征在于，配制乳胶粒子悬浮液采用的分散液为去离子水、无水乙醇、甲醇与乙二醇的其中一种或两种以上混合溶液。 4.根据权利要求1所述的一种微纳粒子乳液滴加制备层数可控胶体晶体的方法，其特征在于，分散液在40～150℃的温度氛围蒸发，温度氛围采用常温常压烘箱加热、真空加热或微波加热方式获得。
说明书全文	一种微纳粒子乳液滴加制备层数可控胶体晶体的方法技术领域 [0001] 本发明涉及胶体晶体制备技术领域，具体是一种微纳粒子乳液滴加制备层数可控胶体晶体的方法。背景技术 [0002] 胶体晶体是一种微米、亚微米或纳米有机或无机粒子按规则紧密排布堆积形成的一种类蛋白石的结构。胶体晶体的自组装制备在胶体化学领域一直是极有吸引力的一类材料，其能够广泛应用于电化学、光电子、传感器、薄膜表面微结构筑造等领域。 [0003] 传统的胶体晶体制备方法有垂直浸渍自组装、旋涂、电化学沉积、液相-空气界面法等。这些传统的方法普遍具有沉积效率低下、原料利用率太低、难以获得层数可控的胶体晶体等缺点。并且目前为止，对于胶体晶体的层数控制一直是一个难题与挑战，因此，怎样高效率地制备层数可控的胶体晶体成为一个很大的挑战。发明内容 [0004] 本发明的目的在于提供一种微纳粒子乳液滴加制备层数可控胶体晶体的方法，通过该方法能够简单快速的制备层数可控的胶体晶体。 [0005] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： [0006] 一种微纳粒子乳液滴加制备层数可控胶体晶体的方法，包括以下步骤： [0007] S1、确定所需制备胶体晶体的成膜面积S； [0008] S2、根据胶体晶体的成膜面积以及制备采用胶粒的直径，计算胶体晶体所需的胶粒小球数量及质量； [0009] 按成膜面积铺满一层胶粒所需胶粒小球数量n采用公式计算，公式中S为所需制备胶体晶体的成膜面积，d为胶粒小球直径； [0010] 所需胶粒小球质量M采用公式 [0011] 计算，公式中ρ为胶粒密度； [0012] 对于两层以上胶体晶体，所需胶粒小球质量为N*M，N≥2； [0013] S3、根据胶体晶体所需的胶粒小球数量及质量，配制乳胶粒子悬浮液； [0014] S4、将乳胶粒子悬浮液滴在镀膜基底上表面，再使乳胶粒子悬浮液内的分散液蒸发，从而制得胶体晶体。 [0015] 进一步的，所述胶粒为聚苯乙烯小球、氧化硅小球、聚乙二醇小球或聚甲基丙烯酸甲酯等微纳小球。 [0016] 进一步的，配制乳胶粒子悬浮液采用的分散液为去离子水、无水乙醇、甲醇与乙二醇的其中一种或两种以上混合溶液。 [0017] 进一步的，分散液在40～150℃的温度氛围蒸发，温度氛围采用常温常压烘箱加热、真空加热或微波加热方式获得。 [0018] 本发明的有益效果是：相比较传统的胶体晶体的制备方法，通过微纳粒子乳液滴加的方式很大程度上节省了原料，并且大幅提升了胶体晶体的制备效率；且通过对制备胶体晶体相应层数进行自主设计，并计算所需纳米粒子的数量与质量，从而达到了控制其成膜层数的目的。附图说明 [0019] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明： [0020] 图1是本发明的示意图； [0021] 图2是本发明实施例一制备的单层聚苯乙烯胶体晶体表面形貌图； [0022] 图3是本发明实施例二制备的氧化硅胶体晶体表面形貌图。具体实施方式 [0023] 实施例一 [0024] 如图1所示，本发明提供一种微纳粒子乳液滴加制备层数可控胶体晶体的方法，包括以下步骤： [0025] S1、确定所需制备胶体晶体的成膜面积S，本实施例选择1cm2； [0026] S2、根据胶体晶体的成膜面积以及制备采用胶粒的直径，计算胶体晶体所需的胶粒小球数量及质量； [0027] 本实施例以直径为500nm聚苯乙烯小球作为胶体成膜粒子；按成膜面积铺满一层胶粒所需胶粒小球数量n采用公式计算，公式中S为所需制备胶体晶体的成膜面积，d为胶粒小球直径； [0028] 所需胶粒小球质量M采用公式 [0029] 计算，公式中ρ为胶粒密度，如果是单层聚苯乙烯胶体晶体，计算得到M＝3.4×10-5g； [0030] S3、根据胶体晶体所需的胶粒小球数量及质量，配制胶体粒子悬浮液；将0.1g、固含量为5％的聚苯乙烯小球乳液分散于5ml去离子水中，需要胶粒分散液为34ul，考虑到计算可能产生的误差，实验中取该分散液40ul； [0031] S4、用微量进样器3滴加到1cm2的镀膜基底1上表面，镀膜基底1经过亲水性处理，后将滴加有聚苯乙烯胶体粒子分散液2的镀膜基底移入60℃烘箱，使分散液逐渐挥发至完全，纳米小球粒子在分散液蒸发产生的毛细管力的作用下紧密排布，最终制得所需的胶体晶体。图2即为所制备的单层聚苯乙烯胶体晶体表面形貌图。 [0032] 实施例二 [0033] 本发明提供一种微纳粒子乳液滴加制备层数可控胶体晶体的方法，包括以下步骤： [0034] S1、确定所需制备胶体晶体的成膜面积S，本实施例选择1cm2； [0035] S2、根据胶体晶体的成膜面积以及制备采用胶粒的直径，计算胶体晶体所需的胶粒小球数量及质量； [0036] 本实施例以直径为100nm氧化硅小球作为胶体成膜粒子；按成膜面积铺满一层胶粒所需胶粒小球数量n采用公式计算，公式中S为所需制备胶体晶体的成膜面积，d为胶粒小球直径； [0037] 所需胶粒小球质量M采用公式 [0038] 计算，公式中ρ为胶粒密度，如果是单层氧化硅胶体晶体，计算得到M＝1.5×10-5g； [0039] S3、根据胶体晶体所需的胶粒小球数量及质量，配制胶体粒子悬浮液；将0.1g、固含量为5％的氧化硅小球乳液分散于5ml去离子水与乙二醇的混合溶液中，其中去离子水与乙二醇的质量百分比为1:8，需要胶粒分散液为15ul，考虑到计算可能产生的误差，实验中取该分散液20ul； [0040] S4、用微量进样器滴加到1cm2的镀膜基底上表面，镀膜基底经过亲水性处理，后将滴加有氧化硅胶体粒子分散液的镀膜基底移入60℃真空管式炉中，使分散液逐渐挥发至完全，纳米小球粒子在分散液蒸发产生的毛细管力的作用下紧密排布，最终制得所需的胶体晶体。图3即为所制备的单层氧化硅胶体晶体表面形貌图。 [0041] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

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