[发明专利]一种用于无机球形纳米颗粒聚集体的显色方法

摘要

本发明属于纳米光子学显色技术领域，涉及一种用于无机球形纳米颗粒聚集体的显色方法，以不同尺寸的纳米球形颗粒为原料，通过填充强吸光度的碳材料以降低纳米颗粒的漫反射光强，从而增大反射光中不同波长的光的光强相对区别度，使得纳米颗粒聚集体显示出不同颜色，具体工艺过程包括液态碳溶胶的制备、填充碳溶胶以引起显色效应和多孔碳导致的显色效应；显色后的材料具有不褪色、不变色、便于观察等优点；该方法设计科学，原理可靠，所用试剂简单，操作工艺简便，条件易控，环境友好。

主权项

一种用于无机球形纳米颗粒聚集体的显色方法，其特征在于该方法在无机球形纳米颗粒聚集体的间隙中填充不同质量百分比的对光具有强吸收性的碳材料，以实现纳米颗粒聚集体的显色，具体包括以下步骤：(1)液态碳溶胶的制备先将糠醛、间苯二酚、十六烷基三甲基溴化铵和六亚甲基四胺按照摩尔比为100:200:1:1的比例混合后加入到无水乙醇中，配制成质量分数为10‑35％的混合溶液，再将混合溶液在50℃水浴中加热，保持转速300RPM机械搅拌至液体完全变成黑色后终止反应，制成液态的碳溶胶备用；(2)填充碳溶胶以引起显色效应取10‑50ml固相体积分数在5‑10vol.％的直径为200‑1000纳米的球形纳米颗粒的水质悬浮液放到离心管中，在10000RPM离心速率下离心使得球形纳米颗粒快速堆积形成块状材料，倒掉上层液后将块状材料于90‑100℃下烘干10‑15h制得块状纳米颗粒聚集体；将步骤(1)中制备的液态碳溶胶滴到块状纳米颗粒聚集体上，待块状纳米颗粒聚集体完全被碳溶胶浸润后放入90℃的烘箱中烘干24‑36小时，使得碳溶胶聚合成碳凝胶，填充了碳凝胶的不同直径的块状纳米颗粒聚集体显示出不同颜色；(3)多孔碳导致的显色效应将步骤(2)中滴加碳凝胶后的块状纳米颗粒聚集体放入管式炉中，以氩气为保护气体，首先以500ml/min的气流速度充入氩气保持20‑50分钟后将气流调节为150ml/min，同时将管式炉以5℃/min的速度升温至950‑1050℃保温3小时，然后自然降温至20‑25℃，此时块状纳米颗粒聚集体间隙中的碳凝胶被碳化成多孔碳，步骤(2)中填充了碳凝胶的块状纳米颗粒聚集体的颜色出现明显变化。