[发明专利]一种多孔纳米片构筑的三维有序大孔钛酸钙光子晶体及其合成方法

权利要求书

1.一种多孔纳米片构筑的三维有序大孔钛酸钙光子晶体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)制备单分散的聚苯乙烯胶晶：在三口烧瓶中加入苯乙烯、去离子水，加热，然后加入引发剂过硫酸钾并通入保护气体进行搅拌反应，将得到的聚苯乙烯乳液进行旋蒸处理，得单分散的聚苯乙烯小球；超声处理后置于烘箱中进行自然沉降组装，得单分散的聚苯乙烯胶晶；

2)前驱体配制：取5.9g四水硝酸钙溶解在20ml乙醇中，配置硝酸钙的乙醇溶液，调节其pH值，在搅拌条件下滴加钛酸异丙酯，待所得混合液温度降至室温，加水得前驱体溶胶；

3)模板填充：将所得聚苯乙烯胶晶模板置于布氏漏斗中，加入前驱体溶胶并浸没聚苯乙烯胶晶模板，使前驱体溶胶中的液体流经聚苯乙烯胶晶模板进行填充；

4)重复步骤3)所述填充步骤；

5)模板去除：将步骤4)所得固体产物进行焙烧处理，在去除模板的同时形成高结晶度的钛酸钙，即得所述多孔纳米片构筑的三维有序大孔钛酸钙光子晶体；它呈多孔纳米片状钛酸钙构筑的三维连续有序大孔结构，大孔尺寸在150～550nm范围内连续可调，所述多孔纳米片状钛酸钙中含有介孔和微孔，介孔尺寸为8～12nm，微孔尺寸为0.5～0.6nm。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述苯乙烯与引发剂的质量比为1:(0.005～0.01)。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述加热温度为70-80℃，搅拌反应时间为4～12小时。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述烘箱温度为30～40℃，自然沉降组装时间为3～4天。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述硝酸钙与钛酸异丙酯的摩尔比为1:1。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中所述pH值为3～4。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤4)中所述重复次数为3～4次。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述焙烧处理工艺为：从室温升至300～350℃保温2～3小时，然后升温至400～450℃保温2～3小时，最后升温至550～600℃保温2～3h。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，焙烧步骤的升温速率为1～2℃/min。