Page 88 - 《精细化工》2023年第5期

·1008· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 40 卷

1.3 结构表征与性能测试
三口瓶中，搅拌 30 min，待混合均匀后，加入 SiO 2
种子溶液（1~5 mL），然后，从三口瓶的两侧分别缓 1.3.1 形貌表征
慢注入 20 mL 的 TEOS 溶液和 20 mL 的 H 2O/氨水/无 用扫描电子显微镜对 RhB-PEGDA/ETPTA 光子
水乙醇混合溶液（三者体积比为 3∶7∶10），室温 晶体复合膜形貌进行表征。将表面洁净的复合膜的截
（25 ℃）下反应 5 h，反应结束后，用无水乙醇对 面固定于测试台上，测试前对样品进行喷金处理以提
高其导电性，喷金时间为 2 min，测试时工作电压为 3 kV。
反应液洗涤离心 3 次，60 ℃干燥 5 h 后可得到 SiO 2
固体粉末。通过改变加入 SiO 2 种子溶液用量（1~5 mL） 1.3.2 反射光谱测试
可调控合成 SiO 2 胶体微球的粒径，经离心、干燥可 用紫外-可见-近红外光谱仪对 RhB-PEGDA/
得到 SiO 2 固体粉末。此法制备出平均粒径为 200~500 ETPTA 光子晶体复合膜进行反射光谱测试，测试角
nm 的 SiO 2 胶体微球（由其制备的光子晶体的反射光 度为 5°，扫描速率为 300 nm/min。
谱覆盖整个可见光及近红外区）。 1.3.3 激发与发射光谱测试
1.2.2 SiO 2 光子晶体的制备
用带有氙灯光源的荧光光谱仪对 RhB-PEGDA/
将 3.2 g 不同粒径的 SiO 2 固体粉末超声分散在
ETPTA 光子晶体复合膜进行激发和发射光谱测试。
36.8 g 无水乙醇中配成质量分数为 8%的分散液，超
将复合膜置于测试腔室内，氙灯光源入射方向与检
声分散 2 h。将清洗干净的载玻片置于恒温型浸渍提
测器接收出射光的方向呈 90°，测试复合膜在 45°下
拉镀膜机中并固定好位置，设置提拉温度为 37 ℃、
的荧光光谱。光电倍增管电压为 700 V，出口狭缝
提拉速率为 4 μm/s、提拉高度为 15 mm、浸渍停留
2.5 nm，入口狭缝 2.5 nm，扫描速率为 240 nm/min，
时间为 120 s。通过毛细力诱导和溶剂挥发作用可制
灵敏度为 1。
备出颜色靓丽的 SiO 2 光子晶体。同时，通过改变浸渍
1.3.4 荧光偏振测试
提-拉循环次数，可构筑不同厚度的 SiO 2 光子晶体。
1.2.3 RhB-PEGDA/ETPTA 光子晶体复合膜的制备 用带有氙灯光源的荧光光谱仪对 RhB-PEGDA/
复合膜制备：将 0.0013 g RhB 粉末溶解于 5.67 g ETPTA 光子晶体复合膜进行荧光偏振测试，将复合
PEGDA 与 ETPTA 的混合物中（两者质量比为 3∶ 膜置于测试腔室内，氙灯光源入射方向与检测器接
1），再加入占混合物总质量 1%的 1173 光固化剂， 收出射光的方向呈 90°，测试复合模在 45°下的荧光
配成质量分数为 0.02%的 RhB 聚合物前驱体溶液。 强度变化。光电倍增管电压为 700 V，出口狭缝 2.5
在制备的 SiO 2 光子晶体的表面覆盖上清洁干净的载 nm，入口狭缝 2.5 nm，扫描速率为 1200 nm/min，
玻片，将 RhB 聚合物前驱体溶液滴入两载玻片之间， 灵敏度为 1。
在紫外灯下辐照 3 min，使其完全固化。将固化膜从 1.3.5 荧光偏振度及荧光各向异性值的计算
基底上揭下，完全浸泡于质量分数为 4%的 HF 溶液中 发光体在偏振光源的激发下发射荧光，检测器
30 min。将复合膜从 HF 溶液取出后，用清水冲去表
接收平行于（||）及垂直于(⊥)偏振光源方向的荧光
面残留的 HF 溶液，自然风干后，即制得 RhB-PEGDA/
强度，分别用 I‖、I⊥表示。一般用荧光偏振度（P）
ETPTA 光子晶体复合膜。
和荧光各向异性值（r）来定量表示荧光偏振的程度，
RhB 空白膜的制备：按照上述步骤，将 RhB 聚
用式（1）、（2）计算。本文使用 r 来表示偏振程度。
合物前驱体溶液滴入两空白载玻片之间，经紫外辐照

固化，从玻璃片上剥离下来，自然风干即可。复合膜 P  I  I  （1）

的制备流程示意图如图 1 所示。 I  I 
I  I 

r  （2）

I  2I 
2 结果与讨论

2.1 单分散 SiO 2 胶体微球的 SEM 分析
采用改进的 Stöber 法，通过控制加入体系中
SiO 2 种子溶液用量（分别为 0.9、1.5、2.0 和 2.3 mL）
来控制最终 SiO 2 胶体微球的粒径，对制备的不同粒

径 SiO 2 胶体微球进行 SEM 表征，结果见图 2。可以
图 1 RhB-PEGDA/ETPTA 光子晶体复合膜制备示意图
Fig. 1 Preparation schematic diagram of RhB-PEGDA/ 看出，制备出的单分散 SiO 2 胶体微球平均粒径为
ETPTA photonic crystal composite film 180~450 nm，且粒径分布均匀。