1.一種三維黑色納米金屬寬光譜吸光薄膜的制備方法,其特征在于該方法包括以下步驟:
步驟一:晶種生長過程
將硝酸銀AgNO3和表面活性劑a混合于超純水溶液,在室溫下劇烈攪拌1-3min使其充分溶解,得到混合溶液a,其中銀離子的濃度為0.01-100mmol/L;將過量的強(qiáng)氧化刻蝕劑加入混合溶液a中,充分?jǐn)嚢?-3min以均勻混合;然后加入過量的強(qiáng)還原劑,溶液中的銀離子在強(qiáng)還原劑的作用下生成銀單質(zhì),并不斷長大得到銀納米顆粒,銀納米顆粒會被強(qiáng)氧化刻蝕劑刻蝕,然后在納米顆粒的晶面繼續(xù)選擇性生長;經(jīng)過多輪的生長-刻蝕過程,溶液的顏色會歷經(jīng):透明、黑、淡黃、黑、黃、黑等一系列變化,最終得到晶種類型高度一致化的晶種溶液;
步驟二:三維黑色納米金屬的合成過程
取步驟一得到的晶種溶液,加入10-1000倍的超純水稀釋,并依次向其中加入還原劑和表面活性劑b,在室溫下攪拌1~3min,得到混合溶液b;向混合混合溶液b中加入硝酸銀溶液,銀離子在反應(yīng)體系中的濃度為0.1-100mol/L;在還原劑的作用下,由銀離子被還原得到的銀單質(zhì)用于晶種的生長,從而得到銀納米片顆粒;銀納米片在強(qiáng)刻蝕劑中的H+作用下會產(chǎn)生大量缺陷,隨著硝酸銀不斷的增加,過多的銀離子會自成核生成微小的銀顆粒,這些顆粒很容易被缺陷態(tài)的銀納米片吸附而逐漸變大,從而得到三維黑色納米金屬,其中銀的濃度為0.01–500mol/L,H+的濃度為0.1–500mmol/L,混合溶液歷經(jīng):黃、橙、梅紅、紫、藍(lán)、黑等一系列顏色變化,得到銀黑色納米金屬的尺寸分布在1-20μm范圍內(nèi);
步驟三:三維黑色納米金屬薄膜的制備過程
將步驟二合成的三維黑色納米金屬分散在有機(jī)溶液a中配成電泳液,把預(yù)先設(shè)計(jì)好的導(dǎo)電基底放入電泳液,采用電壓為1-1000V的恒壓式電源進(jìn)行電沉積,電極之間的距離為1-10mm,電泳液不與導(dǎo)電基底發(fā)生化學(xué)反應(yīng),電泳時(shí)間為1-100min;電泳結(jié)束后,從電泳液中取出帶有三維黑色納米金屬薄膜的陽極基底,將其放入有機(jī)溶劑b中浸泡1-100min,然后讓黑色納米金屬薄膜自然干燥,即得到了干凈的銀黑色納米金屬薄膜;隨后在薄膜上進(jìn)一步采用旋涂、刷涂、滴涂、噴涂、浸泡等多種方法制備介質(zhì)層,增加的介質(zhì)層不僅能改變薄膜的折射率,而且還具有保護(hù)作用。
2.如權(quán)利要求1所述的一種三維黑色納米金屬寬光譜吸光薄膜的制備方法,其特征在于:所述表面活性劑a包括:聚乙烯吡咯烷酮、檸檬酸三鈉、硫醇、聚甲基丙烯酸、苯甲酸或乳酸鈉;表面活性劑a在反應(yīng)體系中的濃度為0.001-100mmol/L,反應(yīng)體系中硝酸銀與表面活性劑的摩爾比為1:(0.1-100)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種三維黑色納米金屬寬光譜吸光薄膜的制備方法,其特征在于:所述的強(qiáng)氧化刻蝕劑包括:O2/X-對(X-=Cl-,Br-)、雙氧水、Co2+或FeIII/II;在步驟一中,強(qiáng)氧化刻蝕劑的在反應(yīng)體系中的濃度為0.01-500mmol/L,是硝酸銀濃度的5倍以上。
4.如權(quán)利要求1所述的一種三維黑色納米金屬寬光譜吸光薄膜的制備方法,其特征在于:所述的強(qiáng)還原劑包括:抗壞血酸AA、甲醛、水合肼或硼氫化鈉;在反應(yīng)體系中強(qiáng)還原劑的濃度為硝酸銀的5倍以上,為0.01-500mmol/L。
5.如權(quán)利要求1所述的一種三維黑色納米金屬寬光譜吸光薄膜的制備方法,其特征在于:所述的還原劑包括:抗壞血酸AA、甲醛、水合肼或多元醇;還原劑在反應(yīng)體系中的濃度為0.001-100mmol/L。
6.如權(quán)利要求1所述的一種三維黑色納米金屬寬光譜吸光薄膜的制備方法,其特征在于:所述的表面活性劑b包括:聚乙烯吡咯烷酮、檸檬酸三鈉、硫醇、聚甲基丙烯酸、葡萄糖酸鈉或十二烷基硫酸鈉;表面活性劑b在反應(yīng)體系中的濃度為0.001-100mmol/L。
7.如權(quán)利要求1所述的一種三維黑色納米金屬寬光譜吸光薄膜的制備方法,其特征在于:所述的有機(jī)溶劑a包括甲醇、乙醇、乙二醇或異丙醇。
8.如權(quán)利要求1所述的一種三維黑色納米金屬寬光譜吸光薄膜的制備方法,其特征在于:所述的有機(jī)溶劑b包括甲苯、環(huán)戊酮、丙酮或正己烷。
9.如權(quán)利要求1所述的一種三維黑色納米金屬寬光譜吸光薄膜的制備方法,其特征在于:所述的導(dǎo)電基底包括導(dǎo)電玻璃、金屬片或?qū)щ娝芰稀?/p>