CN103722802A - 带有纳米二氧化硅层的在水环境下具有透明性的材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及带有纳米二氧化硅层的在水环境下具有高透明性的材料及其制备方法。将洁净的透明基片置于燃烧的火焰上，在透明基片的表面沉积得到由纳米烟灰颗粒组成的烟灰层，并以此纳米烟灰颗粒作为模板，采用化学气相沉积法，在纳米烟灰颗粒的外表面沉积一层二氧化硅外壳层；然后通过等离子体处理或通过高温煅烧处理，将二氧化硅外壳层内部的所述的纳米烟灰颗粒除去，从而得到由纳米二氧化硅颗粒组成的二氧化硅层，并由此得到本发明的材料。本发明的材料在水环境下的紫外-可见光的透射率为30～99%。本发明的材料不仅可用于一般的研究纳米材料与生物体的相互作用，而且可以实现对生物体的实时光学成像和光学检测。
Description
技术领域
本发明属于功能材料、纳米材料和生物医学材料领域，特别涉及带有纳米二氧化硅层的在水环境下具有高透明性的材料及其制备方法。
背景技术
多功能纳米涂层材料由于其具有的优异性能，被广泛的应用于自清洁、电子、抗菌和光学器件等领域。其中，透明性作为纳米涂层的一种重要性质，对于纳米涂层的光学应用非常重要。众所周知，透明光电涂层，由于其具有的高透明性和高导电性，正被视为取代氧化铟锡透明导电膜的有力竞争者。然而，要想实现纳米涂层材料的高透明性却并不是一件容易的事情，这其中固然有材料本身的光吸收因素，但更为重要的是：纳米材料总会不可避免的引起光的散射，这将会极大的降低纳米材料的透明性。尤其是，在生物应用材料领域，关于具有高透明的纳米涂层材料一直少有报道。
事实上，对于材料的应用来说，我们更加关注材料在应用环境下的性质。对于生物材料的应用来说，毫无疑问，我们更加关注的是纳米涂层材料在水环境下的透明性。生物学上，借助于光学成像和检测设备，在水环境下具有高透明的纳米涂层材料将十分有利于研究纳米-生物界面的化学、物理和生物学过程。因此，开发出一种制备方法简单、可工业化生产，对生物体无毒害，并可用于光学成像和实时检测的具有在水环境下高透明性的纳米涂层材料十分必要。
发明内容
本发明的目的在于提供带有纳米二氧化硅层的在水环境下具有高透明性的材料。
本发明的再一目的在于提供一种制备成本低廉、简单便捷和可实现工业化生产的带有纳米二氧化硅层的在水环境下具有高透明性的材料的制备方法。
本发明的带有纳米二氧化硅层的在水环境下具有高透明性的材料，是将洁净的透明基片置于燃烧的火焰上，在透明基片的表面沉积得到由纳米烟灰颗粒组成的烟灰层，并以此纳米烟灰颗粒作为模板，采用化学气相沉积法，在纳米烟灰颗粒的外表面沉积一层二氧化硅外壳层；然后通过等离子体处理或通过高温煅烧处理，将二氧化硅外壳层内部的所述的纳米烟灰颗粒除去，从而得到由纳米二氧化硅颗粒组成的二氧化硅层，并由此得到本发明的带有纳米二氧化硅层的在水环境下具有高透明性的材料。
本发明的带有纳米二氧化硅层的在水环境下具有高透明性的材料，是在透明基片的表面沉积有由纳米二氧化硅颗粒组成的二氧化硅层。
所述的由纳米二氧化硅颗粒组成的二氧化硅层的厚度优选为100纳米～50微米。
所述的纳米二氧化硅颗粒中的纳米二氧化硅颗粒的平均粒径为20～900纳米。
透射光谱测试的结果表明，所述的带有纳米二氧化硅层的在水环境下具有透明性的材料在水环境下的可见光的透射率为30～99%。
本发明的带有纳米二氧化硅层的在水环境下具有高透明性的材料的制备方法具有成本低廉、简单易行和可用于工业化制备等特点；并且制备过程无有毒有害物质，环境友好，稳定性好。本发明的带有纳米二氧化硅层的在水环境下具有高透明性的材料，在水环境下具有高透明性，其中在可见光区域的透射率高达30～99%，因此可以通过明场显微镜、激光共聚焦显微镜和DIC等光学显微仪器实时检测生物体与纳米二氧化硅层的相互作用，实现实时检测的目的，提供诸如生物体形态等有效信息。
本发明的带有纳米二氧化硅层的在水环境下具有高透明性的材料的制备方法包括以下步骤：
(1)将透明基片清洗干净，氮气吹干，然后将透明基片置于燃烧的火焰上，在透明基片的表面沉积一层由纳米烟灰颗粒组成的烟灰层；
(2)将步骤(1)得到的沉积有由纳米烟灰颗粒组成的烟灰层的透明基片置于含硅化合物所挥发的气体环境中，通过化学气相沉积，在由纳米烟灰颗粒组成的烟灰层的纳米烟灰颗粒的外表面沉积一层二氧化硅外壳层；
(3)将步骤(2)得到的透明基片进行等离子体处理或进行高温煅烧处理，除去二氧化硅外壳层内部的所述的纳米烟灰颗粒，在透明基片的表面沉积得到由纳米二氧化硅颗粒组成的二氧化硅层，即得到本发明的带有纳米二氧化硅层的在水环境下具有高透明性的材料。
所述的由纳米烟灰颗粒组成的烟灰层的厚度优选为微米厚度，较佳的微米厚度为0.1～500微米。
所述的二氧化硅外壳层的厚度优选为纳米厚度；较佳的纳米厚度为10～200纳米。
所述的由纳米二氧化硅颗粒组成的二氧化硅层的厚度优选为100纳米～50微米。
所述的纳米二氧化硅颗粒中的纳米二氧化硅颗粒的平均粒径为20～900纳米。
所述的透明基片选自玻璃片、石英片、云母片、聚二甲基硅氧烷基片、聚甲基丙烯酸甲酯基片和聚苯乙烯基片等透明基片中的一种。
所述的火焰是由动物油脂、植物油脂、蜡烛、酒精或煤油燃烧所产生的火焰。
所述的含硅化合物选自四氢化硅、四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷和四氯化硅所组成的组中的至少一种。
所述的化学气相沉积的时间优选为10分钟～72小时。
所述的进行等离子体处理的时间为3分钟～2小时。
所述的等离子体处理的功率参数为20～2000w。
所述的等离子体处理所用的气源为氩气、氧气、氮气和空气所组成的组中的至少一种。
所述的高温煅烧处理的温度优选为400～1300℃。
所述的高温煅烧处理的时间优选为1～8小时。
附图说明
图1a.本发明实施例1制备的厚度为13.5微米的由纳米二氧化硅颗粒组成的二氧化硅层的正面扫描电镜照片。
图1b.本发明实施例1制备的厚度为13.5微米的由纳米二氧化硅颗粒组成的二氧化硅层的侧面扫描电镜照片。
图2a.本发明实施例1制备的带有纳米二氧化硅层的在水环境下具有高透明性的材料的透明性展示。
图2b.本发明实施例1制备的带有纳米二氧化硅层的在水环境下具有高透明性的材料在水环境下的紫外-可见光透射光谱。
具体实施方式
实施例1.
(1)将1×1平方厘米的石英片在无水乙醇、去离子水中各超声清洗10分钟，最后用氮气充分吹干；点燃蜡烛，待火焰稳定后（5分钟左右），用镊子夹取石英片置于蜡烛燃烧的火焰上，在石英片的表面沉积一层厚度为50微米的由纳米烟灰颗粒组成的烟灰层；
(2)将步骤(1)得到的沉积有由纳米烟灰颗粒组成的烟灰层的石英片置于培养皿（D=40mm，H=11mm）中，加入0.1mL四氯化硅液体，密封后置于通风橱中，1小时后将石英片取出，在由纳米烟灰颗粒组成的烟灰层的纳米烟灰颗粒的外表面化学气相沉积一层厚度为50纳米的二氧化硅外壳层；
(3)将步骤(2)得到的石英片放置于等离子体设备里，采用气源为氧气，等离子体处理的功率参数为200W进行等离子体处理10分钟；除去二氧化硅外壳层内部的纳米烟灰颗粒，即在石英片的表面沉积得到厚度为13.5微米的由纳米二氧化硅颗粒组成的二氧化纳米层（正面扫描电镜照片如图1a所示，侧面扫描电镜照片如图1b所示），并由此得到带有纳米二氧化硅层的在水环境下具有高透明性的材料；其中，纳米二氧化硅颗粒中的纳米二氧化硅颗粒的平均粒径为260纳米；
(4)透射光谱测试步骤(3)得到的带有纳米二氧化硅层的在水环境下具有高透明性的材料，透明性展示如图2a所示，在水环境下的紫外-可见光透射光谱如图2b所示，透射光谱测试的结果表明，该材料在水环境下的紫外-可见光的透射率为30～99%。
实施例2.
(1)将1×1平方厘米的石英片在无水乙醇、去离子水中各超声清洗10分钟，最后用氮气充分吹干；点燃以动物油脂为燃料的灯，待火焰稳定后（5分钟左右），用镊子夹取石英片置于动物油脂燃烧的火焰上，在石英片的表面沉积一层厚度为500微米的由纳米烟灰颗粒组成的烟灰层；
(2)将步骤(1)得到的沉积有由纳米烟灰颗粒组成的烟灰层的石英片置于培养皿（D=40mm，H=11mm）中，加入0.1mL四氢化硅液体，密封后置于通风橱中，3分钟后将石英片取出，在由纳米烟灰颗粒组成的烟灰层的纳米烟灰颗粒的外表面化学气相沉积一层厚度为0.1纳米的二氧化硅外壳层；
(3)将步骤(2)得到的石英片放置于等离子体设备里，采用气源为氩气，等离子体处理的功率参数为20W进行等离子体处理2小时；除去二氧化硅外壳层内部的纳米烟灰颗粒，即在石英片的表面沉积得到厚度为0.1微米的由纳米二氧化硅颗粒组成的二氧化纳米层，并由此得到带有纳米二氧化硅层的在水环境下具有高透明性的材料；其中，纳米二氧化硅颗粒中的纳米二氧化硅颗粒的平均粒径为20纳米；
(4)透射光谱测试步骤(3)得到的带有纳米二氧化硅层的在水环境下具有高透明性的材料，透射光谱测试的结果表明，该材料在水环境下的紫外-可见光的透射率为30～99%。
实施例3.
(1)将1×1平方厘米的石英片在无水乙醇、去离子水中各超声清洗10分钟，最后用氮气充分吹干；点燃以植物油脂为燃料的灯，待火焰稳定后（5分钟左右），用镊子夹取石英片置于植物油脂燃烧的火焰上，在石英片的表面沉积一层厚度达500微米的由纳米烟灰颗粒组成的烟灰层；
(2)将步骤(1)得到的沉积有由纳米烟灰颗粒组成的烟灰层的石英片置于培养皿（D=40mm，H=11mm）中，加入0.1mL四甲氧基硅烷液体，密封后置于通风橱中，72小时后将石英片取出，在由纳米烟灰颗粒组成的烟灰层的纳米烟灰颗粒的外表面化学气相沉积一层厚度为500纳米的二氧化硅外壳层；
(3)将步骤(2)得到的石英片放置于等离子体设备里，采用气源为氧气和空气的混合气体（体积比为1：1），等离子体处理的功率参数为2000W进行等离子体处理3分钟；除去二氧化硅外壳层内部的纳米烟灰颗粒，即在石英片的表面沉积得到厚度为50微米的由纳米二氧化硅颗粒组成的二氧化纳米层，并由此得到带有纳米二氧化硅层的在水环境下具有高透明性的材料；其中，纳米二氧化硅颗粒中的纳米二氧化硅颗粒的平均粒径为900纳米；
(4)透射光谱测试步骤(3)得到的带有纳米二氧化硅层的在水环境下具有高透明性的材料，透射光谱测试的结果表明，该材料在水环境下的紫外-可见光的透射率为30～99%。
实施例4.
(1)将1×1平方厘米的云母片在无水乙醇、去离子水中各超声清洗10分钟，最后用氮气充分吹干；点燃酒精灯，待火焰稳定后（5分钟左右），用镊子夹取云母片置于酒精燃烧的火焰上，在云母片的表面沉积一层厚度为500微米的由纳米烟灰颗粒组成的烟灰层；
(2)将步骤(1)得到的沉积有由纳米烟灰颗粒组成的烟灰层的云母片置于培养皿（D=40mm，H=11mm）中，加入0.1mL四乙氧基硅烷液体，密封后置于通风橱中，3小时后将云母片取出，在由纳米烟灰颗粒组成的烟灰层的纳米烟灰颗粒的外表面化学气相沉积一层厚度为400纳米的二氧化硅外壳层；
(3)将步骤(2)得到的云母片放置于等离子体设备里，采用气源为氮气，等离子体处理的功率参数为200W进行等离子体处理5分钟；除去二氧化硅外壳层内部的纳米烟灰颗粒，即在云母片的表面沉积得到厚度为50微米的由纳米二氧化硅颗粒组成的二氧化纳米层，并由此得到带有纳米二氧化硅层的在水环境下具有高透明性的材料；其中，纳米二氧化硅颗粒中的纳米二氧化硅颗粒的平均粒径为300纳米；
(4)透射光谱测试步骤(3)得到的带有纳米二氧化硅层的在水环境下具有高透明性的材料，透射光谱测试的结果表明，该材料在水环境下的紫外-可见光的透射率为30～99%。
实施例5.
(1)将1×1平方厘米的玻璃片在无水乙醇、去离子水中各超声清洗10分钟，最后用氮气充分吹干；点燃煤油灯，待火焰稳定后（5分钟左右），用镊子夹取玻璃片置于煤油燃烧的火焰上，在玻璃片的表面沉积一层厚度为500微米的由纳米烟灰颗粒组成的烟灰层；
(2)将步骤(1)得到的沉积有由纳米烟灰颗粒组成的烟灰层的玻璃片置于培养皿（D=40mm，H=11mm）中，加入0.1mL四氯化硅液体，密封后置于通风橱中，72小时后将玻璃片取出，在由纳米烟灰颗粒组成的烟灰层的纳米烟灰颗粒的外表面化学气相沉积一层厚度为200纳米的二氧化硅外壳层；
(3)将步骤(2)得到的玻璃片放置于等离子体设备里，采用气源为氩气，等离子体处理的功率参数为300W进行等离子体处理1小时；除去二氧化硅外壳层内部的纳米烟灰颗粒，即在玻璃片的表面沉积得到厚度为50微米的由纳米二氧化硅颗粒组成的二氧化纳米层，并由此得到带有纳米二氧化硅层的在水环境下具有高透明性的材料；其中，纳米二氧化硅颗粒中的纳米二氧化硅颗粒的平均粒径为900纳米；
(4)透射光谱测试步骤(3)得到的带有纳米二氧化硅层的在水环境下具有高透明性的材料，透射光谱测试的结果表明，该材料在水环境下的紫外-可见光的透射率为30～99%。
实施例6.
(1)将1×1平方厘米的聚二甲基硅氧烷基片在无水乙醇、去离子水中各超声清洗10分钟，最后用氮气充分吹干；点燃蜡烛，待火焰稳定后（5分钟左右），用镊子夹取聚二甲基硅氧烷基片置于蜡烛燃烧的火焰上，在聚二甲基硅氧烷基片的表面沉积一层厚度为500微米的由纳米烟灰颗粒组成的烟灰层；
(2)将步骤(1)得到的沉积有由纳米烟灰颗粒组成的烟灰层的聚二甲基硅氧烷基片置于培养皿（D=40mm，H=11mm）中，加入0.1mL四氯化硅液体，密封后置于通风橱中，72小时后将聚二甲基硅氧烷基片取出，在由纳米烟灰颗粒组成的烟灰层的纳米烟灰颗粒的外表面化学气相沉积一层厚度为200纳米的二氧化硅外壳层；
(3)将步骤(2)得到的聚二甲基硅氧烷基片放置于等离子体设备里，采用气源为氩气，等离子体处理的功率参数为2000W进行等离子体处理5分钟；除去二氧化硅外壳层内部的纳米烟灰颗粒，即在聚二甲基硅氧烷基片的表面沉积得到厚度为50微米的由纳米二氧化硅颗粒组成的二氧化纳米层，并由此得到带有纳米二氧化硅层的在水环境下具有高透明性的材料；其中，纳米二氧化硅颗粒中的纳米二氧化硅颗粒的平均粒径为900纳米；
(4)透射光谱测试步骤(3)得到的带有纳米二氧化硅层的在水环境下具有高透明性的材料，透射光谱测试的结果表明，该材料在水环境下的紫外-可见光的透射率为30～99%。
实施例7.
(1)将1×1平方厘米的聚苯乙烯基片在无水乙醇、去离子水中各超声清洗10分钟，最后用氮气充分吹干；点燃蜡烛，待火焰稳定后（5分钟左右），用镊子夹取聚苯乙烯基片置于蜡烛燃烧的火焰上，在聚苯乙烯基片的表面沉积一层微米厚度的由纳米烟灰颗粒组成的烟灰层；
(2)将步骤(1)得到的沉积有由纳米烟灰颗粒组成的烟灰层的聚苯乙烯基片置于培养皿（D=＝40mm，H=11mm）中，加入0.1mL四氯化硅液体，密封后置于通风橱中，72小时后将聚苯乙烯基片取出，在由纳米烟灰颗粒组成的烟灰层的纳米烟灰颗粒的外表面化学气相沉积一层纳米厚度的二氧化硅外壳层；
(3)将步骤(2)得到的聚苯乙烯基片放置于等离子体设备里，采用气源为氧气和氮气的混合气体（体积比为1：1），等离子体处理的功率参数为200W进行等离子体处理40分钟；除去二氧化硅外壳层内部的纳米烟灰颗粒，即在聚苯乙烯基片的表面沉积得到厚度为0.2微米的由纳米二氧化硅颗粒组成的二氧化纳米层，并由此得到带有纳米二氧化硅层的在水环境下具有高透明性的材料；其中，纳米二氧化硅颗粒中的纳米二氧化硅颗粒的平均粒径为60纳米；
(4)透射光谱测试步骤(3)得到的带有纳米二氧化硅层的在水环境下具有高透明性的材料，透射光谱测试的结果表明，该材料在水环境下的紫外-可见光的透射率为30～99%。
实施例8.
(1)将1×1平方厘米的玻璃片在无水乙醇、去离子水中各超声清洗10分钟，最后用氮气充分吹干；点燃煤油灯，待火焰稳定后（5分钟左右），用镊子夹取玻璃片置于煤油燃烧的火焰上，在玻璃片的表面沉积一层厚度为500微米的由纳米烟灰颗粒组成的烟灰层；
(2)将步骤(1)得到的沉积有由纳米烟灰颗粒组成的烟灰层的玻璃片置于培养皿（D=40mm，H=11mm）中，加入0.1mL四氯化硅液体，密封后置于通风橱中，72小时后将玻璃片取出，在由纳米烟灰颗粒组成的烟灰层的纳米烟灰颗粒的外表面化学气相沉积一层厚度为200纳米的二氧化硅外壳层；
(3)将步骤(2)得到的玻璃片放置于马弗炉中进行高温煅烧处理，高温煅烧处理的温度为400℃，高温煅烧处理时间为1小时；除去二氧化硅外壳层内部的纳米烟灰颗粒，即在玻璃片的表面沉积得到厚度为50微米的由纳米二氧化硅颗粒组成的二氧化纳米层，并由此得到带有纳米二氧化硅层的在水环境下具有高透明性的材料；其中，纳米二氧化硅颗粒中的纳米二氧化硅颗粒的平均粒径为900纳米；
(4)透射光谱测试步骤(3)得到的带有纳米二氧化硅层的在水环境下具有高透明性的材料，透射光谱测试的结果表明，该材料在水环境下的紫外-可见光的透射率为30～99%。
实施例9.
(1)将1×1平方厘米的石英片在无水乙醇、去离子水中各超声清洗10分钟，最后用氮气充分吹干；点燃以动物油脂为燃料的灯，待火焰稳定后（5分钟左右），用镊子夹取石英片置于动物油脂燃烧的火焰上，在石英片的表面沉积一层厚度为5微米的由纳米烟灰颗粒组成的烟灰层；
(2)将步骤(1)得到的沉积有由纳米烟灰颗粒组成的烟灰层的石英片置于培养皿（D=40mm，H=11mm）中，加入0.1mL四乙氧基硅烷液体，密封后置于通风橱中，3分钟后将石英片取出，在由纳米烟灰颗粒组成的烟灰层的纳米烟灰颗粒的外表面化学气相沉积一层厚度为20纳米的二氧化硅外壳层；
(3)将步骤(2)得到的石英片放置于玻璃片放置于马弗炉中进行高温煅烧处理，高温煅烧处理的温度为1300℃，高温煅烧处理时间为4小时；除去二氧化硅外壳层内部的纳米烟灰颗粒，即在石英片的表面沉积得到厚度为1微米的由纳米二氧化硅颗粒组成的二氧化纳米层，并由此得到带有纳米二氧化硅层的在水环境下具有高透明性的材料；其中，纳米二氧化硅颗粒中的纳米二氧化硅颗粒的平均粒径为50纳米；
(4)透射光谱测试步骤(3)得到的带有纳米二氧化硅层的在水环境下具有高透明性的材料，透射光谱测试的结果表明，该材料在水环境下的紫外-可见光的透射率为30～99%。
实施例10.
(1)将1×1平方厘米的石英片在无水乙醇、去离子水中各超声清洗10分钟，最后用氮气充分吹干；点燃以动物油脂为燃料的灯，待火焰稳定后（5分钟左右），用镊子夹取石英片置于动物油脂燃烧的火焰上，在石英片的表面沉积一层厚度为10微米的由纳米烟灰颗粒组成的烟灰层；
(2)将步骤(1)得到的沉积有由纳米烟灰颗粒组成的烟灰层的石英片置于培养皿（D=40mm，H=11mm）中，加入0.1mL四甲氧基硅烷液体，密封后置于通风橱中，3分钟后将石英片取出，在由纳米烟灰颗粒组成的烟灰层的纳米烟灰颗粒的外表面化学气相沉积一层厚度为0.1纳米的二氧化硅外壳层；
(3)将步骤(2)得到的石英片放置于玻璃片放置于马弗炉中进行高温煅烧处理，高温煅烧处理的温度为800℃，高温煅烧处理时间为8小时；除去二氧化硅外壳层内部的纳米烟灰颗粒，即在石英片的表面沉积得到厚度为8微米的由纳米二氧化硅颗粒组成的二氧化纳米层，并由此得到带有纳米二氧化硅层的在水环境下具有高透明性的材料；其中，纳米二氧化硅颗粒中的纳米二氧化硅颗粒的平均粒径为50纳米；
(4)透射光谱测试步骤(3)得到的带有纳米二氧化硅层的在水环境下具有高透明性的材料，透射光谱测试的结果表明，该材料在水环境下的紫外-可见光的透射率为30～99%。
实施例11.
(1)将1×1平方厘米的石英片在无水乙醇、去离子水中各超声清洗10分钟，最后用氮气充分吹干；点燃以动物油脂为燃料的灯，待火焰稳定后（5分钟左右），用镊子夹取石英片置于蜡烛燃烧的火焰上，在石英片的表面沉积一层厚度为150纳米的由纳米烟灰颗粒组成的烟灰层；
(2)将步骤(1)得到的沉积有由纳米烟灰颗粒组成的烟灰层的石英片置于培养皿（D=40mm，H=11mm）中，加入0.1mL四甲氧基硅烷液体，密封后置于通风橱中，3分钟后将石英片取出，在由纳米烟灰颗粒组成的烟灰层的纳米烟灰颗粒的外表面化学气相沉积一层厚度为20纳米的二氧化硅外壳层；
(3)将步骤(2)得到的石英片放置于玻璃片放置于马弗炉中进行高温煅烧处理，高温煅烧处理的温度为100℃，高温煅烧处理时间为8小时；除去二氧化硅外壳层内部的纳米烟灰颗粒，即在石英片的表面沉积得到厚度为100纳米的由纳米二氧化硅颗粒组成的二氧化硅纳米层，并由此得到带有纳米二氧化硅层的在水环境下具有高透明性的材料；其中，纳米二氧化硅颗粒中的纳米二氧化硅颗粒的平均粒径为20纳米；
(4)透射光谱测试步骤(3)得到的带有纳米二氧化硅层的在水环境下具有高透明性的材料，透射光谱测试的结果表明，该材料在水环境下的紫外-可见光的透射率为30～99%。
Claims (10)
1.一种带有纳米二氧化硅层的在水环境下具有透明性的材料，其特征是：所述的材料是在透明基片的表面沉积有由纳米二氧化硅颗粒组成的二氧化硅层。
2.根据权利要求1所述的带有纳米二氧化硅层的在水环境下具有透明性的材料，其特征是：所述的由纳米二氧化硅颗粒组成的二氧化硅层的厚度为100纳米～50微米；所述的纳米二氧化硅颗粒中的纳米二氧化硅颗粒的粒径为20～900纳米。
3.根据权利要求1所述的带有纳米二氧化硅层的在水环境下具有透明性的材料，其特征是：透射光谱测试的结果表明，所述的带有纳米二氧化硅层的在水环境下具有透明性的材料在水环境下的可见光的透射率为30～99%。
4.根据权利要求1所述的带有纳米二氧化硅层的在水环境下具有透明性的材料，其特征是：所述的透明基片选自玻璃片、石英片、云母片、聚二甲基硅氧烷基片、聚甲基丙烯酸甲酯基片和聚苯乙烯基片等透明基片中的一种。
5.一种根据权利要求1～4任意一项所述的带有纳米二氧化硅层的在水环境下具有透明性的材料的制备方法，其特征是，所述的制备方法包括以下步骤：
(1)将透明基片清洗干净，氮气吹干，然后将透明基片置于燃烧的火焰上，在透明基片的表面沉积一层由纳米烟灰颗粒组成的烟灰层；
(2)将步骤(1)得到的沉积有由纳米烟灰颗粒组成的烟灰层的透明基片置于含硅化合物所挥发的气体环境中，通过化学气相沉积，在由纳米烟灰颗粒组成的烟灰层的纳米烟灰颗粒的外表面沉积一层二氧化硅外壳层；
(3)将步骤(2)得到的透明基片进行等离子体处理或进行煅烧处理，除去二氧化硅外壳层内部的所述的纳米烟灰颗粒，在透明基片的表面沉积得到由纳米二氧化硅颗粒组成的二氧化硅层。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征是：所述的由纳米二氧化硅颗粒组成的二氧化硅层的厚度为100纳米～50微米；所述的纳米二氧化硅颗粒中的纳米二氧化硅颗粒的粒径为20～900纳米。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征是：所述的火焰是由动物油脂、植物油脂、蜡烛、酒精或煤油燃烧所产生的火焰。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征是：所述的含硅化合物选自四氢化硅、四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷和四氯化硅所组成的组中的至少一种。
9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征是：所述的等离子体处理的功率参数为20～2000w；
所述的等离子体处理所用的气源为氩气、氧气、氮气和空气所组成的组中的至少一种。
10.根据权利要求5所述的制备方法，其特征是：所述的煅烧处理的温度为400～1300℃。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104445147A (zh) * | 2014-11-20 | 2015-03-25 | 东南大学 | 一种简易且能大量制备纳米碳颗粒的方法 |
| CN105523722A (zh) * | 2016-01-21 | 2016-04-27 | 湖北大学 | 一种含有蜡烛烟灰的超疏水涂层及其制备方法 |
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| CN1864845A (zh) * | 2006-04-11 | 2006-11-22 | 陕西师范大学 | 表面图案化二氧化硅高分子复合微球的制备方法 |
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2012
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| CN111919279A (zh) * | 2018-05-22 | 2020-11-10 | 优志旺电机株式会社 | 透光性材料及灯以及气体处理装置及气体处理方法 |
| CN111919279B (zh) * | 2018-05-22 | 2024-02-20 | 优志旺电机株式会社 | 透光性材料及灯以及气体处理装置及气体处理方法 |
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