一種具有光催化效應的藍紫色光子晶體結構色薄膜的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于光子晶體結構色薄膜制備技術領域，具體設及一種具有光催化效應的 藍紫色光子晶體結構色薄膜的制備方法。
【背景技術】
[0002] 結構色是由物體的微觀結構與可見光發生干設、散射或者衍射等現象而顯色的， 該是一種物理呈色，其具有環境友好、顏色鮮艷、永不稱色、制備周期短等優點。其中通過 膠體微球的有序自組裝法，形成高低折射率交替變化的蛋白石光子晶體，具有光子帶隙特 征，當入射光頻率落在帶隙范圍內時，該入射光將不能通過該光子晶體，該些不能繼續傳 播的可見光會被光子晶體反射，最后在具有周期性結構的光子晶體表面形成相干衍射， 而產生細麗多彩的結構色。目前，對不同顏色結構色薄膜的制備已經獲得很好的發展， 如中國發明專利申請CN201310205537. 7公開了一種紅色光子晶體結構色釉的制備方法， CN201310205597. 9也公開了一種藍綠色光子晶體結構色薄膜的制備方法，W上制備方法均 是用二氧化娃微球的自組裝技術在陶瓷巧體和玻璃表面獲得的光子晶體結構色薄膜，該藍 綠色和紅色光子晶體結構色薄膜都有較好的呈色效果。然而，目前對于光子晶體結構色薄 膜的多功能化研究，W及在光催化降解方面的成果卻鮮有報道。

【發明內容】

[0003] 本發明的目的在于提供一種具有光催化效應的藍紫色光子晶體結構色薄膜的制 備方法，該方法操作簡單，對設備要求低，對環境無污染，適合工業化大規模生產，經該方法 制得的藍紫色光子晶體結構色薄膜色彩艷麗，永不稱色，呈色效果和光催化性能優異。
[0004] 本發明是通過W下技術方案來實現：
[0005] 一種具有光催化效應的藍紫色光子晶體結構色薄膜的制備方法，包括W下步驟：
[0006] 1)按1: (1. 5~4)的質量比取粒徑為180 +5nm的Si02微球粉體和聚己締化咯 燒酬，混合后加水，充分攬拌反應后過濾，將沉淀經洗漆、離屯、及干燥處理，得到PVP修飾的 Si02微球；按（0. 1~0. 25)g;10mL的料液比，將PVP修飾的Si02微球加入無水己醇中超 聲混合處理，得到含有Si02微球的乳濁液；
[0007] 2)按1 ; (0. 5~2)的質量比取氨氧化裡和己酸鋒，將氨氧化裡和己酸鋒分別用無 水己醇溶解，攬拌混合均勻，分別得到氨氧化裡-己醇混合液和己酸鋒-己醇混合液；將己 酸鋒-己醇混合液于50~70°C恒溫水浴下處理至體系溫度穩定后，按1:1的體積比，將氨 氧化裡-己醇混合液滴加到己酸鋒-己醇混合液中，攬拌均勻，制得混合液；
[000引如按1 ; (10~14)的體積比，將步驟1)中制得的含有Si02微球的乳濁液滴加到 步驟2)制得的混合液中，充分攬拌反應后過濾，將沉淀經洗漆、離屯、、干燥處理后，在300~ 500°C熱處理2~化，得到具有光催化功能的Si02@Zn0核殼結構微球；
[0009] 4)將Si02@Zn0核殼微球加無水己醇，配成質量百分比為0. 4~0. 6%的混合液， 將混合液超聲分散，制得含有Si02@Zn0核殼結構微球的乳濁液；
[0010] 5)將潔凈的玻璃基片垂直放入含有Si02@Zn0核殼結構微球的乳濁液中，于40~ 60°C真空干燥至己醇揮發完全后，在玻璃基片表面生成具有光催化效應的藍紫色光子晶體 結構色薄膜。
[0011] 步驟1)所述的充分攬拌反應是采用磁力攬拌反應2~化。
[0012] 步驟1)是按照每1. 5~2. Og Si02微球粉體加入lOOmL水的用量配比向Si02微 球粉體和聚己締化咯燒酬混合后的體系中加去離子水。
[0013] 步驟1)所述的超聲混合處理時間為10~20min。
[0014] 步驟2)所述的氨氧化侶-己醇混合液是將0. 25~0. 35g的氨氧化裡溶于lOOmL 無水己醇中制得；所述己酸鋒-己醇混合液是將0. 125~0. 7g的己酸鋒溶于100血無水己 醇中制得。
[0015] 步驟3)所述攬拌均勻是采用磁力攬拌反應2~化。
[0016] 步驟1)和3)所述的離屯、是在4000~8000r/min下處理10~20min。
[0017] 步驟1)和3)所述的洗漆是將沉淀先經過去離子水洗2~4次，再經過無水己醇 清洗2~4次；所述的干燥是在60~80°C下進行。
[001引步驟4)所述的超聲分散時間為10~30min。
[0019] 步驟5)所述的潔凈的玻璃基片是將玻璃基片先在質量濃度為30%的雙氧水溶液 中浸泡lOh，再經過去離子水和無水己醇清洗2~3次后得到
[0020] 與現有技術相比，本發明具有W下有益的技術效果：
[0021] 本發明公開的具有光催化效應的藍紫色光子晶體結構色薄膜的制備方法，首先， 將粒徑為180±5nm的Si化微球粉體和聚己締化咯燒酬混合后加水，經過濾、洗漆、離屯、干 燥系列處理，得到PVP修飾的Si化微球；然后將PVP修飾的SiO2微球加入無水己醇中制得 含有Si化微球的乳濁液。其次，配制氨氧化裡-己醇及己酸鋒-己醇的混合液，將含有SiO2 微球的乳濁液滴加到該混合液中，經經過濾、洗漆、離屯、干燥系列處理，制得具有光催化功 能的SW2@ZnO核殼結構微球，該核殼結構微球的粒徑為195±5nm，由于SW2@ZnO核殼結構 中內核與外殼之間界面的存在使得催化降解效率增強。在Si化微球制備過程中引入的化0 殼層，不僅提高了核殼微球的有效折射率，使得其藍紫色結構色更加明顯，而且實現了光子 晶體結構色薄膜對甲基澄的光催化降解功能。最后，采用垂直沉積法，使Sih@ZnO核殼結 構微球在玻璃基體表面自組裝成藍紫色光子晶體結構色薄膜，該結構色薄膜呈現出周期性 緊密排列，且該結構色藍紫色薄膜顏色亮麗，不易稱色，解決了藍紫色染料使用時存在的鉆 ±礦、氧化銅、氧化銘綠等顏料對人體和環境的危害。本發明工藝過程簡單易行，對環境無 污染，能大規模工業生產，具有廣闊的應用前景。
【附圖說明】
[0022] 圖1為實施例1所得具有光催化效應的藍紫色結構色薄膜的光學照片；
[0023]圖2為實施例1所得具有光催化效應的藍紫色結構色薄膜的X射線衍射圖；
[0024] 圖3為實施例1所得具有光催化效應的藍紫色結構色薄膜的掃描電鏡圖；
[0025]圖4為實施例1所得具有光催化效應的藍紫色結構色薄膜的反射光譜圖；
[0026]圖5為實施例1所得具有光催化效應的藍紫色光子晶體結構色薄膜的甲基澄光催 化降解圖。
【具體實施方式】
[0027] 下面結合具體的實施例對本發明做進一步的詳細說明，所述是對本發明的解釋而 不是限定。
[002引本發明公開的具有光催化效應的藍紫色光子晶體結構色薄膜的制備方法，采用的 技術方案為：
[0029] 首先，將Si〇2微球粉體和聚己締化咯燒酬混合后加水，攬拌反應后，過濾，將沉淀 物經洗漆、離屯、及干燥處理，得到PVP修飾的Si化微球；將PVP修飾的SiO2微球加入無水己 醇中超聲混合處理，得到含有Si化微球的乳濁液；
[0030] 其次，配制氨氧化裡-己醇混合液及己酸鋒-己醇混合液；將己酸鋒-己醇混合液 于恒溫水浴下處理至體系溫度穩定后，將氨氧