丁二酸改性二氧化硅胶体球的制备及其胶体晶体的组装

采用St？ber法在乙醇介质中合成二氧化硅(SiO2)胶体球.为提高SiO2胶体球的表面电荷密度,将丁二酸化学键合于SiO2胶体球表面.扫描电子显微镜(SEM)结果表明样品平均粒径为473nm,单分散性较高、平均标准偏差小于5%;傅里叶红外光谱(FT-IR)和X射线光电子能谱(XPS)结果证明丁二酸一端的羧基与SiO2胶体球表面的羟基发生了酯化反应;Zeta电位和标准氢氧化钠滴定测试结果显示,经表面改性后,SiO2胶体球在水溶液中的Zeta电位从-53.72mV提高到-67.46mV,表面电荷密度从0.19μC/cm2提高到0.94μC/cm2.通过垂直沉积法在水溶液中制备出有序性较好的密排结构的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.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带隙性质.