[发明专利]一种基于离子印迹技术的光子晶体薄膜的制备方法

权利要求书

1.一种基于离子印迹技术的光子晶体薄膜的制备方法，其特征在于，该方法采用以下步骤： 

(1)溶胶凝胶合成单分散二氧化硅微球：控制水浴温度为10-35℃，依次将硅酸酯、水、氨水加入乙醇中，搅拌均匀，反应10-15h制备得到稳定性、均一性良好的二氧化硅微球乳液； 

(2)利用离心-超声纯化得到的二氧化硅微球乳液，再利用恒温箱控制温度为10-40℃，采用自组装方法，将二氧化硅微球沉积在玻璃基底上形成规整的二氧化硅蛋白石光子晶体薄膜； 

(3)在二氧化硅蛋白石光子晶体薄膜上滴入离子印迹聚合物前驱体溶液，紫外光照聚合，并用0.8-2wt％的氢氟酸处理10-60min，去除二氧化硅光子晶体薄膜，得到离子印迹反蛋白石结构聚合物光子晶体薄膜； 

(4)利用乙二胺四乙酸缓冲溶液洗脱离子印迹反蛋白石结构聚合物光子晶体薄膜中的重金属离子，即得到光子晶体薄膜。 

2.根据权利要求1所述的一种基于离子印迹技术的光子晶体薄膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的二氧化硅微球乳液中，二氧化硅微球的平均粒径为150-600nm。 

3.根据权利要求1所述的一种基于离子印迹技术的光子晶体薄膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的硅酸酯、水、氨水的质量比是(0.5～2)∶(0～2)：(0.5～2)，其中的硅酸酯分子式是Si(OR)₄，其中R为C_nH_2n+1，n＝1-6。 

4.根据权利要求3所述的一种基于离子印迹技术的光子晶体薄膜的制备方法，其特征在于，所述的硅酸酯优选正硅酸甲酯、正硅酸乙酯或正硅酸丙酯。 

5.根据权利要求1所述的一种基于离子印迹技术的光子晶体薄膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)中的自组装方法采用以下步骤： 

（1）.将单分散二氧化硅微球用无水乙醇分散，形成0.1-2％质量分数的分散液； 

（2）.将分散液加入到洗净的玻璃溶液中，玻璃容器中垂直放置平整的玻璃片，放置于恒温箱中，在10-40℃下干燥2-8天。 

6.根据权利要求1所述的一种基于离子印迹技术的光子晶体薄膜的制备方法， 

其特征在于，步骤(3)中所述的离子印迹聚合物前驱体溶液由具有重金属螯合功能的单体、需要测量的重金属盐类、共聚单体、交联剂、溶剂、引发剂按重量比为按重量比为1-50∶1-25∶1-50∶1-10∶30-70∶0.05-0.2组成， 

所述的具有重金属螯合功能的单体包括含有羧基、胺基或吡啶官能团的苯乙烯、甲基丙烯酰或丙烯酰衍生物， 

所述的需要测量的重金属盐类包括汞、铅、铜、镉、铬或镍的盐类化合物， 

所述的共聚单体包括苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯或丙烯酰胺， 

所述的交联剂包括乙二醇、二甲基丙烯酸酯或二乙烯基苯， 

所述的溶剂包括醇类溶剂、芳香烃溶剂、氯仿、二甲亚砜， 

所述的引发剂为光敏或热敏引发剂，包括偶氮二异丁氰或过氧化苯甲酰。 

7.根据权利要求6所述的一种基于离子印迹技术的光子晶体薄膜的制备方法，其特征在于，具有重金属螯合功能的单体、重金属盐类、共聚单体、交联剂、溶剂、引发剂重量比优选20-25∶10-15∶10-20∶5∶40-50∶0.1。 

8.根据权利要求1所述的一种基于离子印迹技术的光子晶体薄膜的制备方法，其特征在于，制备得到的光子晶体薄膜可用于检测重金属盐的浓度，采用以下步骤： 

(1)将光子晶体薄膜浸泡在不同浓度的重金属盐溶液中，使用光谱仪依次测光子晶体薄膜在不同浓度的重金属盐溶液中的反射光谱曲线，然后拟合重金属盐浓度与光子晶体薄膜反射峰波长的关系曲线； 

(2)将光子晶体薄膜浸泡在待测溶液之中，直接观察颜色变化，使用光谱仪测量反射光谱曲线，通过重金属盐浓度与光子晶体薄膜反射峰波长的关系曲线计算得到重金属离子在待测样品中的浓度。 

9.根据权利要求8所述的一种基于离子印迹技术的光子晶体薄膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)中光子晶体薄膜浸泡在浓度为10^-12～10^-2mol/L重金属盐溶液中，使用光谱仪依次测量光子晶体薄膜在不同浓度的重金属盐溶液中的反射光谱曲线。