一种增强结构色饱和度的材料及其制备方法

本发明属于结构色材料制备与应用，特别涉及一种增强结构色饱和度的材料及其制备方法。

背景技术：

1、apc(非晶光子晶体)的微球排布为短程有序、长程无序的无定形结构，光线进入这类结构中易形成强烈的非相干散射，影响结构色的饱和度，使结构色看上去暗淡。提高apc结构色饱和度的常用方法是引入少量黑色吸光物质，用来吸收非相干散射光。目前，已有多种物质用于此，包括炭黑、石墨烯纳米片、墨鱼墨水颗粒(cinps)和ag纳米粒子。纳米ag的局域表面等离子体共振会激发ag颗粒荧光增强等特性，但是纳米ag颗粒具有较高的表面能，极易团聚，直接加在胶体晶体悬浮液中还会影响胶体晶体的分散性。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种增强结构色饱和度的材料及其制备方法，以解决现有技术中自身的纳米ag团聚问题的问题。

2、为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

3、一种增强结构色饱和度的材料的制备方法，包括以下步骤：

4、步骤1，混合3-氨丙基三甲氧基硅烷、去离子水和无水乙醇，搅拌后获得反应溶液a；将sio2颗粒溶于无水乙醇中，形成反应溶液b；将戊二醛溶于磷酸缓冲液中，形成反应溶液c；将氨水滴加至硝酸银溶液中，形成沉淀，滴加氨水直至沉淀消失，形成反应溶液d；

5、步骤2，将反应溶液b加入到反应溶液a中，反应后获得反应溶液e，将反应溶液e洗涤后，将洗涤产物离心并干燥，获得纳米sio2-nh2微球；

6、步骤3，将纳米sio2-nh2微球在水中分散，获得分散液，在分散液中加入反应溶液c和反应溶液d，搅拌均匀后形成反应溶液f；

7、步骤4，将反应溶液f离心洗涤后，将离心洗涤产物在无水乙醇中分散，形成反应溶液g；

8、步骤5，将反应溶液d滴加到反应溶液g中，搅拌均匀后得到sio2@ag核壳微球。

9、本发明的进一步改进在于：

10、优选的，步骤1中，3-氨丙基三甲氧基硅烷与去离子水、无水乙醇的混合体积比(175-185)：(19-21)：(19-21)。

11、优选的，步骤1中，sio2颗粒的粒径为158nm-198nm。

12、优选的，步骤1中，反应溶液b中的二氧化硅浓度为0.1wt％；反应溶液c中的戊二醛浓度为5％；反应溶液d中的硝酸银浓度为0.1mol/l。

13、优选的，磷酸缓冲液由0.6g的nah2po4、0.08g的nacl和500ml的去离子水组成。

14、优选的，步骤2中，反应溶液b和反应溶液a的反应温度为25℃-85℃。

15、优选的，步骤3中，分散液的浓度0.01g/ml-0.015g/ml；分散sio2-nh2微球的水与反应溶液d的体积比为(2-3)：20。

16、优选的，步骤4中，将离心洗涤产物在20ml的无水乙醇中分散，形成反应溶液g。

17、优选的，步骤5的具体过程为，将2-8ml的反应溶液d滴加到反应溶液g中，搅拌均匀并充分干燥后获得sio2@ag核壳微球。

18、一种通过上述任意一项制备方法制得的sio2@ag微球，sio2微球表面被ag颗粒包覆，sio2@ag微球的平均粒径为200nm。

19、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

20、本发明公开了一种增强结构色饱和度的材料及其制备方法，该方法原料易得、工艺简单、成本低、能耗低易于实现，以自制的sio2微球为基材，采用垂直自组装和旋涂组装分别构筑高质量微结构的光子晶体和apc材料，并在sio2表面原位还原ag+制备sio2@ag核壳微球。整个制备方法反应条件温和、易于实施，sio2微球为ag颗粒提供了良好载体，负载生成的ag颗粒是大小均一的单质银，平均粒径为20nm，具有结晶度高、分布均匀、无团聚的优点。sio2@ag核壳材料不仅解决了ag颗粒易聚集的问题，还大大降低成本，另外，作为黑色吸光材料，展现了良好的吸光能力，可用于构建高饱和度的apc。

21、本发明公开了一种增强结构色饱和度的材料的制备方法，该方法原料易得、工艺简单、成本低、能耗低易于实现，以自制的sio2微球为基材，采用垂直自组装和旋涂组装分别构筑高质量微结构的光子晶体和apc材料，并在sio2表面原位还原ag+制备sio2@ag核壳微球。整个制备方法反应条件温和、易于实施，sio2微球为ag颗粒提供了良好载体，负载生成的ag颗粒是大小均一的单质银，平均粒径为20nm，具有结晶度高、分布均匀、无团聚的优点。sio2@ag核壳材料不仅解决了ag颗粒易聚集的问题，还大大降低成本，另外，作为黑色吸光材料，展现了良好的吸光能力，可用于构建高饱和度的apc。

技术特征：

1.一种增强结构色饱和度的材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种增强结构色饱和度的二氧化硅核壳结构的制备方法，其特征在于，步骤1中，3-氨丙基三甲氧基硅烷与去离子水、无水乙醇的混合体积比(175-185)：(19-21)：(19-21)。

3.根据权利要求1所述的一种增强结构色饱和度的二氧化硅核壳结构的制备方法，其特征在于，步骤1中，sio2颗粒的粒径为158nm-198nm。

4.根据权利要求1所述的一种增强结构色饱度的二氧化硅核壳结构的制备方法，其特征在于，步骤1中，反应溶液b中的二氧化硅浓度为0.1wt％；反应溶液c中的戊二醛浓度为5％；反应溶液d中的硝酸银浓度为0.1mol/l。

5.根据权利要求1所述的一种增强结构色饱和度的二氧化硅核壳结构的制备方法，其特征在于，磷酸缓冲液由0.6g的nah2po4、0.08g的nacl和500ml的去离子水组成。

6.根据权利要求1所述的一种增强结构色饱和度的二氧化硅核壳结构的制备方法，其特征在于，步骤2中，反应溶液b和反应溶液a的反应温度为25℃-85℃。

7.根据权利要求1所述的一种增强结构色饱和度的二氧化硅核壳结构的制备方法，其特征在于，步骤3中，分散液的浓度0.01g/ml-0.015g/ml；分散sio2-nh2微球的水与反应溶液d的体积比为(2-3)：20。

8.根据权利要求8所述的一种增强结构色饱和度的二氧化硅核壳结构的制备方法，其特征在于，步骤4中，将离心洗涤产物在20ml的无水乙醇中分散，形成反应溶液g。

9.根据权利要求8所述的一种增强结构色饱和度的二氧化硅核壳结构的制备方法，其特征在于，步骤5的具体过程为，将2-8ml的反应溶液d滴加到反应溶液g中，搅拌均匀并充分干燥后获得sio2@ag核壳微球。

10.一种通过权利要求1-9任意一项制备方法制得的sio2@ag微球，其特征在于，sio2微球表面被ag颗粒包覆，sio2@ag微球的平均粒径为200nm。

技术总结
本发明公开了一种增强结构色饱和度的材料及其制备方法，该方法原料易得、工艺简单、成本低、能耗低易于实现，以自制的SiO<subgt;2</subgt;微球为基材，采用垂直自组装和旋涂组装分别构筑高质量微结构的光子晶体和APC材料，并在SiO<subgt;2</subgt;表面原位还原Ag<supgt;+</supgt;制备SiO<subgt;2</subgt;@Ag核壳微球。整个制备方法反应条件温和、易于实施，SiO<subgt;2</subgt;微球为Ag颗粒提供了良好载体，负载生成的Ag颗粒是大小均一的单质银，平均粒径为20nm，具有结晶度高、分布均匀、无团聚的优点。SiO<subgt;2</subgt;@Ag核壳材料不仅解决了Ag颗粒易聚集的问题，还大大降低成本，另外，作为黑色吸光材料，展现了良好的吸光能力，可用于构建高饱和度的APC。

技术研发人员：周雨楠,迟聪聪,侯潇雨,张丹洁,任蒋雪,徐星根
受保护的技术使用者：陕西科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/25