[发明专利]具有光催化性能的非晶光子晶体结构色色料及其制备方法

说明书

本发明具有光催化性能的非晶光子晶体结构色色料及其制备方法，所述方法包括步骤1，将TiO₂‑P25纳米粉体与NaBH₄混合均匀后在背底真空度≤10^‑3Pa的条件下进行还原反应，得到混合物，将混合物中的产物分离后依次烘干、研磨，得到非团聚的还原态TiO_2‑x‑P25纳米粉体；步骤2，将SiO₂纳米微球和非团聚的还原态TiO_2‑x‑P25纳米粉体进行分散，所述的TiO_2‑x‑P25纳米粉体占SiO₂纳米微球质量的10％～50％，得到混合均匀的浆料；步骤3，将步骤2得到的浆料依次洗涤、离心、干燥和研磨，得到具有光催化性能的非晶光子晶体结构色色料，能满足色料光降解污染物的绿色发展需求。

技术领域

本发明属于结构色材料制备技术领域，具体为具有光催化性能的非晶光子晶体结构色色料及其制备方法。

背景技术

基于光子晶体制备的结构色颜色艳丽且具有虹彩效应，无角度依赖的非晶光子晶体结构色材料因其色彩柔和，符合人的视觉需求而受到广泛研究。非晶光子晶体结构因其存在相干散射光产生白色，目前研究者在非晶光子结构中引入纳米级炭黑物质(可以是碳纳米管、乙炔黑或者石墨烯)作为背底，吸收相干散射光，或者合成光子晶体结构单元时在碳元素存在的情况下在保护气氛中热处理得到无角度依赖的结构色材料。无角度依赖的结构色料因其永不褪色和色彩柔和的特性在使用中能够取代传统的化学色料，但结构色材料在应用过程中还是无法减轻环境污染问题。

结构色因其物理呈色的特性受到研究者对其功能化广泛的研究和深入的探索，对实际生产条件并不苛刻的非晶光子晶体结构实现工业化制备无角度依赖的结构色料有很大可能性，但是质量轻且不容易分散的乙炔黑、碳纳米管和石墨烯等炭黑物质的引入只能吸收相干散射光，不具有太阳光降解污染物的功能。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供具有光催化性能的非晶光子晶体结构色色料及其制备方法，流程简单，生产过程无污染，能够大规模生产，得到的无角度依赖的结构色料色彩饱和度高、光催化性能优越，满足色料光降解污染物的绿色发展需求。

本发明是通过以下技术方案来实现：

具有光催化性能的非晶光子晶体结构色色料的制备方法，包括如下步骤：

步骤1，将TiO₂-P25纳米粉体与NaBH₄混合均匀后在背底真空度≤10^-3Pa的条件下进行还原反应，得到混合物，将混合物中的产物分离后依次烘干、研磨，得到非团聚的还原态TiO_2-x-P25纳米粉体；

步骤2，将SiO₂纳米微球和非团聚的还原态TiO_2-x-P25纳米粉体进行分散，所述的TiO_2-x-P25纳米粉体占SiO₂纳米微球质量的10％～50％，得到混合均匀的浆料；

步骤3，将步骤2得到的浆料依次洗涤、离心、干燥和研磨，得到具有光催化性能的非晶光子晶体结构色色料。

优选的，步骤1中，TiO₂-P25纳米粉体与NaBH₄的摩尔比为4:(0.1～0.75)。

优选的，步骤1中所述的还原反应在450～550℃下进行。

进一步，步骤1从室温升至所述的反应温度，升温速率为5～10℃/min。

再进一步，步骤1在所述的温度下反应3～5h。

优选的，步骤2中所述的SiO₂纳米微球为粒径相同的单分散微球。