[发明专利]一种蛋白石光子晶体的制备方法

说明书

本发明公开一种蛋白石光子晶体的制备方法，步骤为：将一定量的苯乙烯、去离子水倒入三口烧瓶中，在70℃的油浴锅中进行加热，同时通氮气保护，接通冷凝水，打开搅拌器搅拌，将过硫酸钾水溶液加入到三口烧瓶中，反应24h，得到聚苯乙烯微球溶液；将苯乙烯微球溶液离心处理，以获得单分散性好的聚苯乙烯微球。将离心处理后的聚苯乙烯微球采用流速可控的垂直沉积自组装方法有序地排列在石英片或载玻片的基底上，最终得到聚苯乙烯蛋白石光子晶体。本发明采用流速可控的垂直沉积自组装方法获得高质量、大有效面积的蛋白石光子晶体。

技术领域

本发明属于材料化学和发光技术领域，具体涉及一种蛋白石光子晶体的制备方法。

背景技术

光子晶体一般是由两种不同介电常数的介质材料在空间排列成周期性对称结构。电磁波在其中传播时遵循光学折射、反射及透射原理，发生周期性的布拉格散射，从而受到调制形成光子能带。当晶格常数和两介质材料的介电常数满足一定条件时，光子晶体的能带间出现某些区域，特定频率的电磁波完全不能通过，形成光子带隙。

蛋白石光子晶体的制备一般采用垂直沉积自组装方法获得，但是由于流速不可控使样品的有效面积以及质量都无法控制，而且制备周期长，为5天左右。蛋白石光子晶体的质量好坏将直接影响反蛋白石光子晶体的制备。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明提供一种蛋白石光子晶体的制备方法,采用流速可控的垂直沉积自组装方法制备蛋白石光子晶体，制备周期为12h左右，较不可控的垂直沉积自组装方法制备周期明显缩短，且样品质量更高、有效面积更大。

本发明采用的技术方案是：

一种蛋白石光子晶体的制备方法，包括如下步骤：

1)取苯乙烯、去离子水倒入三口烧瓶中；

2)将三口烧瓶放在70℃的油浴锅中进行恒温加热，同时向三口烧瓶内通氮气保护，接通冷凝水，打开搅拌器对苯乙烯与去离子水的混合液进行搅拌；

3)将过硫酸钾溶于去离子水中，得过硫酸钾水溶液(根据微球粒径的大小调整过硫酸钾的量)；

4)待苯乙烯与去离子水的混合液搅拌30分钟后，将过硫酸钾水溶液倒入三口烧瓶中，反应24h，得到聚苯乙烯微球；

5)将得到的聚苯乙烯微球离心处理，获得单分散性好的聚苯乙烯微球；

6)将载玻片或石英片放入过氧化氢、氨水、去离子水的混合液中加热至80℃进行亲水处理；

7)将亲水处理后的载玻片或石英片粘贴在烧杯内壁；

8)取离心处理后的聚苯乙烯微球和去离子水混合后倒入内壁粘贴有石英片或载玻片的烧杯中，超声处理5分钟，使溶液混合均匀；

9)将超声后装有混合液的烧杯放入39℃的恒温水浴锅中，接通蠕动泵进行抽运12h后，得到聚苯乙烯蛋白石光子晶体。

所述的制备方法，步骤1)中苯乙烯与去离子水用量的体积比为1:8。

所述的制备方法，步骤2)中搅拌器的转数为380-420r/min，优选为400r/min。

所述的制备方法，步骤3)中过硫酸钾的用量决定聚苯乙烯微球的粒径，用于溶解过硫酸钾的去离子水的量为20ml。

所述的制备方法，步骤5)中离心处理时转数为8000r/min，时间为8min。

所述的制备方法，步骤6)中过氧化氢、氨水和去离子水的体积比为1:1:5。

所述的制备方法，步骤7)中载玻片或石英片粘贴时不要触碰烧杯底部。