提拉速率对聚苯乙烯二维胶体晶体微观结构的影响.pdfVIP

助 双 材 斟 2008年第10期(39)卷 提拉速率对聚苯乙烯二维胶体晶体微观结构的影响 祁洪飞，郝维昌，张俊英，王天民 (北京航空航天大学 理学院，材料物理与化学研究中心，北京 100083) 摘 要： 通过控制提拉速率，采用液面漩涡法制备了 形成机理进行了详细论述。在此基础上，组装 出了高 高度有序 的微米级聚苯 乙烯(PS)二维胶体 晶体。利 质量的PS二维胶体晶体，样品在大面积内呈现高度有 用扫描 电子显微镜 (SEM)和紫外可见分光光度计 序的六方紧密排列，有效的解决了上述问题。 (UV-vis)考察了提拉速率对胶体 晶体微观结构的影 2 实 验 响。发现液面漩涡法制备二维胶体 晶体的过程 中存在 最佳提拉速率，且其随着PS微球粒径的增大而减小。 2．1 PS二维胶体晶体的制备 理论研究表明：提拉速率对毛细管作用力和流体静压 基底采用普通载玻片(30mm×25mm×lmm)，用 力有显著影响。提拉速率达到最佳时，毛细管作用力 硫酸与双氧水混合洗液((H2SO)： (HzOz)=7： 达到与流体静压力和静 电斥力的平衡 ，此时组装的PS 3)煮沸 30min，经去离子水超声洗涤后待用 。单分散 二维胶体 晶体质量最高。 聚苯乙烯 (PS)微球粒径 3．5～6．9,urn，按照张凯等 关键词 ： 胶体晶体；聚苯乙烯微球 ；液面漩涡法；提拉 人[1]的方法制备，使用前将 PS微球用乙醇配制成体 速率 积分数为2．5 的胶体乳液。 中图分类号： 0484；0648 文献标识码：A 在 250ml结晶皿中注入 200ml去离子水，水面在 文章编号：1001-9731(2008)10-1912-03 磁力搅拌的作用下形成稳定的漩涡。然后将PS微球 乳液缓慢滴加于旋转的液面上，直至微球布满水面。 HT4”HⅢ1 引 言 此时停止磁子转动，液面由漏斗形还原成水平面，并将 聚苯乙烯 (PS)微球组装的二维胶体晶体因其长 其上的微球压缩成致密的单层颗粒膜。最后，将洗净 程有序的六方密排结构而成为重要的功能材料，在光 的载玻片垂直浸入液面下，在 2O℃和 3O 相对湿度 刻掩模、抗反射表面、高密度存储介质等多个领域得到 下，利用 自制的提拉设备将基片匀速提出液面，样品在 了广泛的应用[1q]。尤其随着微米级二维有序大孔材 8O℃下干燥 20min。通过变换提拉速率和 PS微球粒 料在超疏水性薄膜、大比表面积光催化材料以及催化 径，重复以上工艺，最终制备出一系列不同工艺参数的 剂载体等方面研究的深入，二维胶体晶体作为制备这 PS二维胶体晶体。 类材料的模板，相关的研究更是备受关注 州]。但是， 2．2 测试与表征 胶体晶体微观结构中存在的诸多缺陷，如大面积缺失， 利用FEI—SIRION型场发射扫描电子显微镜 (FE． 点缺陷和位错等，成为限制其应用的瓶颈。因此，发展 SEM)观察样品的表面形貌 ；采用U-3010型紫外可见 面积大、缺陷少的二维胶体晶体高效组装技术，一直是 分光光度计(Uv-vis)测量样品的透过光谱。 该领域中的挑战之一。 3 结果与讨论 目前常用的PS微球组装方法包括：重力沉降法、 离心沉降法、垂直沉积法、湿润薄膜法和气液界面法 3．1 提拉速率对胶体晶体微观结构的影响 等[7 。这