CN104071839A - 一种绿色氧化锆超结构色剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于光子晶体制备技术领域,涉及一种绿色氧化锆超结构色剂的制备方法,采用微乳液法制备直径为410±10nm的聚甲基丙烯酸甲酯胶体球,自组装得到密排面心立方结构的聚甲基丙烯酸甲酯模版;将6g醋酸锆和6g甲醇放入玻璃瓶混合搅拌得到前驱物混合液,将其渗入该模版的间隙,使其固化;随后放入石英管式炉中,在450-500℃的还原性气氛中焙烧2h,保持2-4℃/min的升温速率和0.6L/min的氮气流入量,得到绚丽的单一绿色氧化锆超结构色剂,该色剂具有无毒、高饱和度、高亮度和永不退色的特点,是一种环境友好的新型色剂。
Description
技术领域
本发明属于光子晶体制备技术领域,特别涉及一种绿色氧化锆超结构色剂的制备方法。
背景技术
结构色的产生是由于超结构(即光子晶体)中光子带隙即禁带的存在,当带隙的范围落在可见光范围内,特定频率的可见光将不能透过该晶体,这些不能传播的光被超结构反射,在具有周期性的超结构表面形成相干衍射。这些很窄波段的光被眼睛所感知,就产生绚丽的结构色。自然界中典型的生物结构色有甲虫、孔雀和蝴蝶等,这些结构色因具有高亮度、高饱和度、永不退色和环境友好性而日益受到国内外学者的广泛关注。
同时,传统色剂的生产会引起水资源的大量消耗,造成环境污染,一些色剂有毒、不可降解和易褪色等,因此研究与开发生态环保的新型色剂技术成为热点。目前,人工合成的超结构色剂通常呈色微弱,在特定的角度反射出彩虹色,只有有经验的人在特定的角度下才可以察觉到彩虹色。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种绿色氧化锆超结构色剂的制备方法,能够获得明确的颜色,而不是彩虹色。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案是:
一种绿色氧化锆超结构色剂的制备方法,包括如下步骤:
1)采用微乳液法制备直径为410±10nm的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)胶体球,自组装胶体球得到密排面心立方结构的PMMA模版;
2)取6g醋酸锆和6g甲醇放入玻璃瓶混合搅拌5-10min得到前驱物混合液,另取3g所得PMMA模版放入布氏漏斗的滤纸上,将所述前驱物混合液从上而下逐滴滴入该模版中,除去过量的前驱物混合液。
3)将过滤后的含有前驱物的模版在室温下干燥24-36min,随后放入石英管式炉中,在450-500℃的还原性气氛中焙烧2h,保持2-4℃/min的升温速率和0.6L/min的氮气流入量,将模版上的前驱物转换成固相的氧化锆超结构色剂。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1)本发明使用还原性的气氛烧结,使光子禁带发生了迁移,进入了绿色波段。
2)本发明通过原位反应生成的碳是一种光吸收剂,它对该材料光子禁带的吸收率远小于对禁带以外波长的吸收率。通过原位碳掺杂氧化锆超结构使得该材料在禁带反射率增强,而对禁带以外波长的反射率降低,并且阻止了杂散光的散射,提高了该色剂的饱和度,使其呈现明亮的绿色。
3)本发明获得了绚丽的单一绿色氧化锆超结构色剂,该色剂具有高饱和度、高亮度和永不退色的特点。
4)本发明所得色剂无毒,其生产过程不会造成水资源的大量消耗和环境污染,是一种环境友好的新型色剂。
附图说明
图1是本发明实施例1氧化锆超结构色剂的紫外-可见光谱。
图2是本发明实施例1氧化锆超结构色剂的呈色情况。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。
实施例1
一种绿色氧化锆超结构色剂的制备方法,包括如下步骤:
1)采用微乳液法制备直径为410±10nm的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)胶体球,自组装胶体球得到密排面心立方结构的PMMA模版;
2)取6g醋酸锆和6g甲醇放入玻璃瓶混合搅拌10min得到前驱物混合液,另取3g所得PMMA模版放入布氏漏斗的滤纸上,将所述前驱物混合液从上而下逐滴滴入该模版中,除去过量的前驱物混合液。
3)将过滤后的含有前驱物的模版在室温下干燥24min,随后放入石英管式炉中,在450℃的还原性气氛中焙烧2h,保持2℃/min的升温速率和0.6L/min的氮气流入量,将模版上的前驱物转换成固相的氧化锆超结构色剂。
实施例2
一种绿色氧化锆超结构色剂的制备方法,包括如下步骤:
1)采用微乳液法制备直径为410±10nm的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)胶体球,自组装胶体球得到密排面心立方结构的PMMA模版;
2)取6g醋酸锆和6g甲醇放入玻璃瓶混合搅拌5min得到前驱物混合液,另取3g所得PMMA模版放入布氏漏斗的滤纸上,将所述前驱物混合液从上而下逐滴滴入该模版中,除去过量的前驱物混合液。
3)将过滤后的含有前驱物的模版在室温下干燥36min,随后放入石英管式炉中,在500℃的还原性气氛中焙烧2h,保持3℃/min的升温速率和0.6L/min的氮气流入量,将模版上的前驱物转换成固相的氧化锆超结构色剂。
实施例3
一种绿色氧化锆超结构色剂的制备方法,包括如下步骤:
1)采用微乳液法制备直径为410±10nm的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)胶体球,自组装胶体球得到密排面心立方结构的PMMA模版;
2)取6g醋酸锆和6g甲醇放入玻璃瓶混合搅拌6min得到前驱物混合液,另取3g所得PMMA模版放入布氏漏斗的滤纸上,将所述前驱物混合液从上而下逐滴滴入该模版中,除去过量的前驱物混合液。
3)将过滤后的含有前驱物的模版在室温下干燥30min,随后放入石英管式炉中,在475℃的还原性气氛中焙烧2h,保持4℃/min的升温速率和0.6L/min的氮气流入量,将模版上的前驱物转换成固相的氧化锆超结构色剂。
图1是本发明实施例1氧化锆超结构色剂的紫外-可见光谱,可以看出,其光子禁带迁移进入绿色波段。
图2是本发明实施例1氧化锆超结构色剂的呈色情况,可以看出,其呈现明亮的绿色(R:13 G:140 B:76;C:86% M:21% Y:93% K:7%)。
Claims (1)
1.一种绿色氧化锆超结构色剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
1)采用微乳液法制备直径为410±10nm的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)胶体球,自组装胶体球得到密排面心立方结构的PMMA模版;
2)取6g醋酸锆和6g甲醇放入玻璃瓶混合搅拌5-10min得到前驱物混合液,另取3g所得PMMA模版放入布氏漏斗的滤纸上,将所述前驱物混合液从上而下逐滴滴入该模版中,除去过量的前驱物混合液;
3)将过滤后的含有前驱物的模版在室温下干燥24-36min,随后放入石英管式炉中,在450-500℃的还原性气氛中焙烧2h,保持2-4℃/min的升温速率和0.6L/min的氮气流入量,将模版上的前驱物转换成固相的氧化锆超结构色剂。
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2014
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