有规介孔氧化硅薄膜制备组装及其光学特性研究

论文摘要

本文以TEOS为硅源、CTAB为模板、载玻片为基片,采用提拉法经两步法制得了介孔氧化硅薄膜。确定了介孔氧化硅薄膜的煅烧条件,探讨了提拉成膜与培养皿放置成膜的类似与不同; a)考察了膜液、膜层的后续处理以及不同模板剂浓度对膜层孔结构有序性的影响,制得了孔平行于衬底呈六方排列的有规介孔氧化硅薄膜;考察了温度、湿度、提拉速度、提拉次数对膜厚、膜层有序性的影响。结果表明,单次提拉膜膜厚0.23μm～0.625μm、8次提拉后表层膜仍有一定的有序性; b)以自制的介孔氧化硅煅烧/未煅烧厚膜样为基体,采用离子交换法/离子模板交换法组装锆氧纳米粒子,选用DSC-TG、FT-IR、Uv-vis、SAXRD等对不同组装方法、锆源浓度、pH值等组装条件下ZrO2/介孔氧化硅厚膜组装效果进行评价。结果显示:组装条件优化后的uncalcined 3 Si/Zr10#厚膜样组装效果最好,其组装液对应的pH值最利于该锆源离子模板交换组装; c)选用FT-IR、Uv-vis对组装条件优化后纳米氧化锆/介孔氧化硅厚膜、纳米氧化锆/介孔氧化硅薄膜包括红外导光性、可见光区内的偏光性在内的光学特性进行了分析,其中偏光性以膜层透光性、反光性及菲涅耳系数计算出的偏振角即布儒斯特角表征,定性分析显示,Si/Zr10#ZrO2/介孔氧化硅厚膜偏光性最好; d)以氧氯化锆ZrOCl2·8H2O为锆源,CTAB为模板剂,采用不同的模板剂加入顺序,探索性地制备两介孔氧化锆样,分析了两介孔氧化锆样的模板效果,得出模板剂加入顺序同介孔氧化硅薄膜时介孔氧化锆样的模板效果较好,并分析了所得样品的导光性,为锆氧粒子引起的附加光学特性分析提供了参考和对比。

论文目录

• 第一章 前言
• 1.1 介孔材料及其制备
• 1.2 介孔材料的特性及其应用
• 1.3 本项研究的目的和意义
• 第二章 提拉法制备介孔氧化硅薄膜
• 2.1 实验
• 2.2 介孔氧化硅薄膜孔结构表征
• 2.3 介孔氧化硅薄膜的煅烧条件
• 2.4 介孔薄膜成膜过程浅析
• 2.5 不同工艺对介孔氧化硅膜孔结构特性的影响
• 2.5.1 模板剂浓度对介孔氧化硅膜有序性的影响
• 2.5.2 膜厚对介孔氧化硅膜有序性的影响
• 2.5.3 后处理对氧化硅膜介孔有序性的影响
• 2.5.4 介孔薄膜膜厚分析
• 2.6 小结
• 第三章 介孔氧化硅膜组装及其光学性能分析
• 3.1 实验
• 3.2 纳米氧化锆／介孔氧化硅厚膜的组装效果
• 3.2.1 不同组装方法制备的纳米氧化锆／介孔氧化硅膜的组装效果
• 3.2.2 纳米氧化锆／介孔氧化硅膜中锆氧粒子的形态及定量分析
• 3.3 介孔氧化硅膜组装纳米氧化锆的光学特性
• 3.3.1 无支撑介孔氧化硅厚膜组装纳米氧化锆的光学特性
• 3.3.2 介孔氧化硅薄膜组装纳米氧化锆的光学特性
• 3.4 小结
• 第四章 介孔氧化锆制备方法初探
• 第五章 结论
• 参考文献
• 附图
• 硕士期间发表的论文
• 致谢