单分散SiO_2胶体球制备及其胶体晶体组装

摘要

运用胶体化学法在乙醇介质中合成SiO2胶体球,将制得的样品在30℃下用双氧水浸泡处理48h。用扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶红外光谱(FT-TR)、Zeta电位仪和标准氢氧化钠滴定法对其形貌、结构和表面电学性质进行分析。结果表明样品平均粒径为292nm,平均标准偏差小于5%;经双氧水浸泡处理后,SiO2胶体球表面羟基数目增多,在水溶液中的Zeta电位从-55.72mV提高到-63.26mV,表面电荷密度从0.19μC/cm2提高到0.28μC/cm2。通过垂直沉积法,在40℃和60%相对湿度条件下制备出有序性较好、密排结构的SiO2胶体晶体。在SEM下,观察到这种胶体晶体是面心立方(fcc)密排结构,其(111)晶面平行于基底。透射光谱表明,所制备的胶体晶体在(111)方向具有光子晶体的不完全带隙性质。