一种三维黑色纳米金属宽光谱吸光薄膜的制备方法与流程

文档序号:11147496阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种三维黑色纳米金属宽光谱吸光薄膜的制备方法,其特征在于该方法包括以下步骤:

步骤一:晶种生长过程

将硝酸银AgNO3和表面活性剂a混合于超纯水溶液,在室温下剧烈搅拌1-3min使其充分溶解,得到混合溶液a,其中银离子的浓度为0.01-100mmol/L;将过量的强氧化刻蚀剂加入混合溶液a中,充分搅拌1-3min以均匀混合;然后加入过量的强还原剂,溶液中的银离子在强还原剂的作用下生成银单质,并不断长大得到银纳米颗粒,银纳米颗粒会被强氧化刻蚀剂刻蚀,然后在纳米颗粒的晶面继续选择性生长;经过多轮的生长-刻蚀过程,溶液的颜色会历经:透明、黑、淡黄、黑、黄、黑等一系列变化,最终得到晶种类型高度一致化的晶种溶液;

步骤二:三维黑色纳米金属的合成过程

取步骤一得到的晶种溶液,加入10-1000倍的超纯水稀释,并依次向其中加入还原剂和表面活性剂b,在室温下搅拌1~3min,得到混合溶液b;向混合混合溶液b中加入硝酸银溶液,银离子在反应体系中的浓度为0.1-100mol/L;在还原剂的作用下,由银离子被还原得到的银单质用于晶种的生长,从而得到银纳米片颗粒;银纳米片在强刻蚀剂中的H+作用下会产生大量缺陷,随着硝酸银不断的增加,过多的银离子会自成核生成微小的银颗粒,这些颗粒很容易被缺陷态的银纳米片吸附而逐渐变大,从而得到三维黑色纳米金属,其中银的浓度为0.01–500mol/L,H+的浓度为0.1–500mmol/L,混合溶液历经:黄、橙、梅红、紫、蓝、黑等一系列颜色变化,得到银黑色纳米金属的尺寸分布在1-20μm范围内;

步骤三:三维黑色纳米金属薄膜的制备过程

将步骤二合成的三维黑色纳米金属分散在有机溶液a中配成电泳液,把预先设计好的导电基底放入电泳液,采用电压为1-1000V的恒压式电源进行电沉积,电极之间的距离为1-10mm,电泳液不与导电基底发生化学反应,电泳时间为1-100min;电泳结束后,从电泳液中取出带有三维黑色纳米金属薄膜的阳极基底,将其放入有机溶剂b中浸泡1-100min,然后让黑色纳米金属薄膜自然干燥,即得到了干净的银黑色纳米金属薄膜;随后在薄膜上进一步采用旋涂、刷涂、滴涂、喷涂、浸泡等多种方法制备介质层,增加的介质层不仅能改变薄膜的折射率,而且还具有保护作用。

2.如权利要求1所述的一种三维黑色纳米金属宽光谱吸光薄膜的制备方法,其特征在于:所述表面活性剂a包括:聚乙烯吡咯烷酮、柠檬酸三钠、硫醇、聚甲基丙烯酸、苯甲酸或乳酸钠;表面活性剂a在反应体系中的浓度为0.001-100mmol/L,反应体系中硝酸银与表面活性剂的摩尔比为1:(0.1-100)。

3.如权利要求1所述的一种三维黑色纳米金属宽光谱吸光薄膜的制备方法,其特征在于:所述的强氧化刻蚀剂包括:O2/X-对(X-=Cl-,Br-)、双氧水、Co2+或FeIII/II;在步骤一中,强氧化刻蚀剂的在反应体系中的浓度为0.01-500mmol/L,是硝酸银浓度的5倍以上。

4.如权利要求1所述的一种三维黑色纳米金属宽光谱吸光薄膜的制备方法,其特征在于:所述的强还原剂包括:抗坏血酸AA、甲醛、水合肼或硼氢化钠;在反应体系中强还原剂的浓度为硝酸银的5倍以上,为0.01-500mmol/L。

5.如权利要求1所述的一种三维黑色纳米金属宽光谱吸光薄膜的制备方法,其特征在于:所述的还原剂包括:抗坏血酸AA、甲醛、水合肼或多元醇;还原剂在反应体系中的浓度为0.001-100mmol/L。

6.如权利要求1所述的一种三维黑色纳米金属宽光谱吸光薄膜的制备方法,其特征在于:所述的表面活性剂b包括:聚乙烯吡咯烷酮、柠檬酸三钠、硫醇、聚甲基丙烯酸、葡萄糖酸钠或十二烷基硫酸钠;表面活性剂b在反应体系中的浓度为0.001-100mmol/L。

7.如权利要求1所述的一种三维黑色纳米金属宽光谱吸光薄膜的制备方法,其特征在于:所述的有机溶剂a包括甲醇、乙醇、乙二醇或异丙醇。

8.如权利要求1所述的一种三维黑色纳米金属宽光谱吸光薄膜的制备方法,其特征在于:所述的有机溶剂b包括甲苯、环戊酮、丙酮或正己烷。

9.如权利要求1所述的一种三维黑色纳米金属宽光谱吸光薄膜的制备方法,其特征在于:所述的导电基底包括导电玻璃、金属片或导电塑料。

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