[发明专利]一种无机纳米晶掺杂高分子微球调控折射率及光子晶体颜色的方法

权利要求书

1.一种无机纳米晶掺杂高分子微球调控折射率及光子晶体颜色的方法，其特征在于，利用乳液聚合技术，在合成聚苯乙烯微球的过程中，将油溶性二氧化钛纳米颗粒分散在苯乙烯单体中，随着苯乙烯的聚合而将TiO₂包覆于聚苯乙烯微球中，合成无机纳米晶掺杂的高分子微球；其折射率可通过调节二氧化钛纳米颗粒的掺杂量来调控，从而有效调控了光子晶体的结构色。

2.根据权利要求1所述的无机纳米晶掺杂高分子微球调控折射率及光子晶体颜色的方法，其特征在于，所述无机纳米晶掺杂高分子微球调控折射率及光子晶体颜色的方法，得到的无机纳米晶掺杂的高分子微球的粒径范围为150-400 nm、折射率范围为1.6-2.1，组装后的结构色波长范围为450-690 nm。

3.根据权利要求1或2所述的无机纳米晶掺杂高分子微球调控折射率及光子晶体颜色的方法，其特征在于，包括以下步骤：

a. 将油酸包裹的油溶性二氧化钛纳米颗粒均匀分散在10-15 mL的苯乙烯中得到二氧化钛纳米颗粒溶液，其中二氧化钛纳米颗粒为0.5-2 mmol；

b．将1.2-1.5 g数均分子量为10000-58000的聚乙烯吡咯烷酮加入80-90 mL超纯水中充分溶解，加入10-15 mL 步骤a得到的二氧化钛纳米颗粒溶液，同时加入100-150 µL二乙烯基苯为交联剂，搅拌均匀后加入含0.1-0.15 g过硫酸铵的10-15 mL过硫酸铵的水溶液，搅拌条件下70-75℃反应5-6 h；反应结束后取出乳液，加过量乙醇洗涤离心2-5次，最后将产物稳定分散在去离子水中，得到无机纳米晶掺杂高分子微球。

4.根据权利要求3所述的无机纳米晶掺杂高分子微球调控折射率及光子晶体颜色的方法，其特征在于，所述的油酸包裹的油溶性二氧化钛纳米颗粒的制备方法为：将0.3-0.35 gNaOH、4-5 mL H₂O、4-5 mL油酸、20-25 mL乙醇混合均匀并缓慢搅拌10-20 min，逐滴加入100-120 µL四氯化钛，搅拌10-20 min后装入40 mL反应釜中，180-190℃下加热12-16 h；自然冷却至室温，倒去上清液，将底部沉淀用4-5 mL环己烷溶解，加过量乙醇洗涤离心，得到表面被油酸包裹的油溶性二氧化钛纳米颗粒。

5.根据权利要求3所述的无机纳米晶掺杂高分子微球调控折射率及光子晶体颜色的方法，其特征在于，步骤a加入二氧化钛纳米颗粒为0.5 mmol，得到的无机纳米晶掺杂的高分子微球具有绿色结构色。

6.根据权利要求3所述的无机纳米晶掺杂高分子微球调控折射率及光子晶体颜色的方法，其特征在于，步骤a加入二氧化钛纳米颗粒为1 mmol，得到的无机纳米晶掺杂的高分子微球具有黄色结构色。

7.根据权利要求3所述的无机纳米晶掺杂高分子微球调控折射率及光子晶体颜色的方法，其特征在于，步骤a加入二氧化钛纳米颗粒为2 mmol，得到的无机纳米晶掺杂的高分子微球具有红色结构色。

8.根据权利要求3所述的无机纳米晶掺杂高分子微球调控折射率及光子晶体颜色的方法，其特征在于，将无机纳米晶掺杂的高分子微球分散液均匀涂布在PET板上，待溶剂挥发后，组装得到具有相应结构色的光子晶体。