CN104250329A - 一种聚合物纳米复合光学材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种聚合物纳米复合光学材料的制备方法，具体包括具有特定光学性质的纳米粒子的合成；纳米粒子在聚合物单体中的分散以及纳米粒子在聚合物单体中的本体聚合三个步骤。本发明的目的在于克服现有技术中的造价高、制备过程比较繁琐、很难得到光学质量好的晶体等不足，提供一种制备工艺简单，操作方便，成本低、适用性广、且环境友好的制备方法。利用该方法得到的聚合物纳米复合光学材料可以大大拓展光学材料的选材范围，也为纳米材料作为体相光学材料的研究提供一种思路。这种新型光学材料可以在现代激光技术、光学通讯、数据储存、光信息处理等方面显示出诱人的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种光学材料及其制备方法，具体涉及一种聚合物纳米复合光学材料及其制备方法。
背景技术
光学材料是现代社会和现代科技中最重要的材料之一，光学材料的合成与研究是材料科学中的重要组成部分。其中，电光材料、激光材料、光折变材料、非线性光学材料也越来越多的受到了人们广泛的关注。目前，得到广泛应用的光学材料多为无机或半导体材料，但是，由于它们造价高、制备过程比较繁琐、很难得到光学质量好的晶体，因而限制了它们的进一步应用。随着纳米科学与技术的发展，越来越多的功能性纳米材料已经被广泛地研究。比如，荧光、光致变色、激光、二阶或者三阶非线性光学等光学性能的纳米粒子的制备及应用已经成为人们研究的热点。与传统的材料相比，纳米材料具有简单的制备工艺、可调的光学性质、高的化学和热稳定性等优点。然而，在许多光学应用领域，要求材料以块状体相的形式存在。为了将具有特定光学性能的纳米材料应用在现在的光学应用领域，纳米材料必须通过和宏观材料相结合的方式来形成纳米复合材料，以便在离散光学器件当中应用。聚合物材料具有质轻、抗冲击、容易掺杂各种材料、易加工成型、可染色、光学性质优异等特点，在光学领域得到了广泛的使用。因此，结合纳米材料和聚合物材料各自的优点，寻找具有良好的光学性质、容易制备、造价低廉的聚合物纳米复合光学材料，并探讨和理解此类材料在光学领域的应用机理和前景具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中存在的缺陷，提供一种聚合物纳米复合光学材料及其制备方法。
本发明提供如下技术方案：
一种透明的聚合物纳米复合光学材料，所述光学材料为非线性光学材料或线性光学材料，其特征在于，包括聚合物和掺杂于其中的无机纳米材料。
本发明进一步提供如下技术方案：
一种制备上述透明的聚合物纳米复合光学材料的方法，选用无机纳米材料为目标化合物，选择聚合物作为固体基质，该制备方法包括下述步骤：（1）合成无机纳米材料；（2）无机纳米材料在聚合物单体中分散；（3）聚合物单体在无机纳米材料中的本体聚合。
本发明进一步提供上述透明的聚合物纳米复合光学材料的用途，其用于现代激光技术、光学通讯、数据储存和光信息处理等。
本发明的有益效果：
1）本发明采用的制备方法具有普适性，可以选择不同的聚合物和具有不同光学性能的纳米材料，最终实现在不同领域的应用；
2）本发明大大拓展光学材料的选材范围，也为纳米材料作为体相光学材料的研究提供一种思路；
3）本发明制备的光学性能优异的、价格低廉的新型光学材料可以在现代激光技术、光学通讯、数据储存、光信息处理等方面显示出诱人的应用前景；
4）本发明的方法制备工艺简单，操作方便，成本低、且环境友好。另外，本发明提供的聚合物纳米复合光学材料的尺寸大小均可调节；具有良好的机械操作性。
详细说明
[透明的聚合物纳米复合光学材料]
本发明提供一种透明的聚合物纳米复合光学材料，所述光学材料为非线性光学材料或线性光学材料，其特征在于，所述材料包括聚合物和掺杂于其中的无机纳米材料。
根据本发明，所述无机纳米材料选自具有二阶非线性光学性质的无机纳米粒子、具有荧光性质的半导体量子点或具有光致变色性质的无机过渡金属氧化物纳米粒子等。
根据本发明，所述具有二阶非线性光学性质的无机纳米粒子选自稀土磷酸盐纳米粒子或贵金属纳米粒子。优选地，所述稀土磷酸盐纳米粒子选自磷酸镧、磷酸铽、磷酸镝、掺杂磷酸镧等，所述贵金属纳米粒子选自金、银等。更优选地，所述无机纳米粒子选自具有二阶非线性光学性质的LaxTb1-xPO4，其中0≤x≤1。还更优选地，所述无机纳米粒子选自具有二阶非线性光学性质的LaPO4、La0.8Tb0.2PO4、La0.5Tb0.5PO4、La0.4Tb0.6PO4、La0.2Tb0.8PO4和TbPO4等。
根据本发明，所述具有荧光性质的半导体量子点选自具有荧光性质的氧化锌、硫化镉、硒化镉等半导体量子点。
根据本发明，所述具有光致变色性质的无机过渡金属氧化物纳米粒子选自具有光致变色性质的三氧化钨、三氧化钼等。
根据本发明，所述聚合物为具有高的光学透明度、易于掺杂及加工成型的聚合物。优选地，所述聚合物选自丙烯酸酯类聚合物、烯烃类聚合物、硅氧烷类聚合物等或者组合。优选地，所述丙烯酸酯类聚合物可以选自聚三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯等；所述烯烃类聚合物可以选自聚乙烯、聚丙烯等；所述硅氧烷类聚合物可以选自聚二甲基硅氧烷等。更优选地，所述聚合物选自聚三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯。
根据本发明，所述光学材料中的无机纳米材料选自具有二阶非线性光学性质的LaxTb1-xPO4，其中0≤x≤1，所述聚合物选自聚三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯。
根据本发明，所述光学材料中的无机纳米材料选自具有荧光性质的氧化锌、硫化镉、硒化镉等半导体量子点，所述聚合物选自聚三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯。
根据本发明，所述无机纳米材料的掺杂浓度为大于0wt%而小于等于0.30wt%，基于所述光学材料的总重量。优选地，为0.05-0.20wt%，更优选地，为0.10-0.15wt%。
根据本发明，所述光学材料在300纳米-900纳米的波长范围内具有很高的光学透过率。
根据本发明，所述光学材料可以在宽波长范围内具有二阶非线性光学响应。
[透明的聚合物纳米复合光学材料的制备方法]
本发明进一步提供一种制备上述透明的聚合物纳米复合光学材料的方法，选用无机纳米材料为目标化合物，选择聚合物作为固体基质，该制备方法包括下述步骤：（1）合成无机纳米材料；（2）无机纳米材料在聚合物单体中分散；（3）聚合物单体在无机纳米材料中的本体聚合。
（1）合成无机纳米材料
根据本发明，所述方法的步骤（1）为合成无机纳米材料，具体包括：
利用模板法、溶胶-凝胶法、强迫水解法、水热法、共沉淀法、热分解法等液相法制备所述无机纳米材料。
根据本发明，所述无机纳米材料选自具有二阶非线性光学性质的无机纳米粒子、具有荧光性质的半导体量子点或具有光致变色性质的无机过渡金属氧化物纳米粒子。
根据本发明，所述具有二阶非线性光学性质的无机纳米粒子选自稀土磷酸盐纳米粒子或贵金属纳米粒子。优选地，所述稀土磷酸盐纳米粒子选自磷酸镧、磷酸铽、磷酸镝、掺杂磷酸镧等，所述贵金属纳米粒子选自金、银等。更优选地，所述无机纳米粒子选自具有二阶非线性光学性质的LaxTb1-xPO4，其中0≤x≤1。还更优选地，所述无机纳米粒子选自具有二阶非线性光学性质的LaPO4、La0.8Tb0.2PO4、La0.5Tb0.5PO4、La0.4Tb0.6PO4、La0.2Tb0.8PO4和TbPO4等。
根据本发明，所述具有荧光性质的半导体量子点选自具有荧光性质的氧化锌、硫化镉、硒化镉等半导体量子点。
根据本发明，所述具有光致变色性质的无机过渡金属氧化物纳米粒子选自具有光致变色性质的三氧化钨、三氧化钼等。
根据本发明，以制备具有二阶非线性光学性质的无机纳米粒子为例，其方法为：硝酸镧(La(NO3)3)溶液和硝酸铽(Tb(NO3)3)溶液加入到水中，搅拌混匀。再向溶液中加入柠檬酸，继续强力搅拌。向上述溶液中加入磷酸二氢钠(NaH2PO4)，再搅拌。然后将该溶液转移到水热釜中密封。在烘箱中加热到100-200摄氏度，加热时间为10-50小时。反应过后的水热釜冷却到室温以后，得到白色沉淀。将样品离心，洗涤，最后在真空烘箱中30-80摄氏度干燥过夜。最终得到LaxTb1-xPO4（其中0≤x≤1）纳米粒子。
根据本发明，上述具有二阶非线性光学性质的无机纳米粒子的制备方法具体为：x毫升0.1mol/L的硝酸镧(La(NO3)3)溶液和1-x毫升0.1mol/L的硝酸铽(Tb(NO3)3)溶液加入到10毫升水中，搅拌混匀。再向溶液中加入2毫摩尔的柠檬酸，继续强力搅拌30分钟。向上述溶液中加入1毫摩尔的磷酸二氢钠(NaH2PO4)，再搅拌40分钟。然后将该溶液转移到水热釜中密封。在烘箱中加热到150摄氏度，加热时间为20小时。反应过后的水热釜冷却到室温以后，得到白色沉淀。将样品离心，洗涤，最后在真空烘箱中60摄氏度干燥过夜。最终得到LaxTb1-xPO4（其中0≤x≤1）纳米粒子。
（2）无机纳米材料在聚合物单体中的分散
根据本发明，所述方法的步骤（2）为无机纳米材料在聚合物单体中的分散，包括：
将上述步骤（1）制备得到的无机纳米材料加入到有机溶剂中，并且将该溶液在密闭的条件下搅拌，接下来再分散，形成稳定分散的溶液。在剧烈搅拌下逐滴滴加所述的聚合物单体，分散，得到稳定的无机纳米材料和聚合物单体的混合溶液。
根据本发明，步骤（2）具体为：将上述步骤（1）制备得到的无机纳米材料加入到有机溶剂中，并且将该溶液在密闭的条件下搅拌30分钟-2小时，接下来再分散10分钟-1小时，形成稳定分散的溶液。在剧烈搅拌下逐滴滴加所述的聚合物单体，分散20分钟-3小时，得到稳定的无机纳米材料和聚合物单体的混合溶液。
根据本发明，所述聚合物为具有高的光学透明度、易于掺杂及加工成型的聚合物。优选地，所述聚合物选自丙烯酸酯类聚合物、烯烃类聚合物、硅氧烷类聚合物等或者组合。优选地，所述丙烯酸酯类聚合物可以选自聚三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯等；所述烯烃类聚合物可以选自聚乙烯、聚丙烯等；所述硅氧烷类聚合物可以选自聚二甲基硅氧烷等。更优选地，所述聚合物选自聚三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯。
根据本发明，所选用的有机溶剂为四氢呋喃。
根据本发明，所选用的分散方法为超声分散。
（3）聚合物单体在无机纳米材料中的本体聚合
根据本发明，所述方法的步骤（3）为聚合物单体在无机纳米材料中的本体聚合，包括：
i）自由基聚合
向上述步骤（2）的反应体系中，加入适量的引发剂，搅拌均匀，形成稳定的混合溶液。将得到的混合溶液装入合适的玻璃模具，然后将其放到真空烘箱中，室温除去溶液中的有机溶剂。烘箱升温，并保持数小时，引发剂分解导致聚合物单体聚合，最终得到成型的聚合物纳米复合光学材料。或者，
ii）紫外光聚合
向上述步骤（2）的反应体系中，加入适量的引发剂，搅拌均匀，形成稳定的混合溶液。将得到的混合溶液装入合适的玻璃模具。在紫外线源的照射一定时间，引发剂分解导致聚合物单体聚合，最终得到成型的聚合物纳米复合光学材料。
根据本发明，所述步骤（3）的自由基聚合中的引发剂可以选自过氧苯甲酰等有机过氧化物引发剂；也可以选择偶氮二异丁腈等偶氮类引发剂。所述步骤（3）的紫外光聚合中的光引发剂可以选择苯偶姻醚、2,2-二乙氧苯乙酮等；其它的引发剂均在本专利的保护范围内。
根据本发明，所述步骤（3）中的紫外线源可以选择高压汞灯。
根据本发明，所述步骤（3）中引发剂的用量为1-100毫克，优选5-20毫克，更优选10毫克。优选地，引发剂为过氧苯甲酰，用量为10毫克。
根据本发明，所述步骤（3）中烘箱温度为50-100摄氏度，优选75摄氏度，并保持2-50小时，优选5-20小时，更优选10小时。
附图说明
图1按实施例1制备的不同稀土磷酸盐纳米粒子的透射电镜照片，所有的标尺都是200纳米；
图2按实施例1制备的不同稀土磷酸盐纳米粒子的粉末X-射线衍射图；
图3按实施例2制备的不同掺杂浓度的La0.5Tb0.5PO4聚三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯纳米复合物的光学照片，标尺为5毫米；
图4按实施例2制备的不同掺杂浓度的La0.5Tb0.5PO4聚三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯纳米复合物的透过光谱；
图5按实施例2制备的La0.5Tb0.5PO4聚三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯纳米复合物的二次谐波光谱；
图6按实施例3制备的不同掺杂浓度的La0.5Tb0.5PO4聚甲基丙烯酸甲酯纳米复合物的光学照片，标尺为5毫米；
图7按实施例4制备的掺杂不同量子点的聚三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯纳米复合物在紫外光光照射下的光学照片，标尺为5毫米。图7A的聚三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯纳米复合物发光为红色，图7B的聚三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯纳米复合物发光为绿色。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不限于以下实施例，任何在本发明基础上做出的改进和变化都在本发明的保护范围之内。
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例1不同形貌和大小的稀土磷酸盐纳米粒子的可控制备
10毫升0.1mol/L硝酸镧(La(NO3)3)溶液加入到10毫升水中，搅拌混匀。再向溶液中加入2毫摩尔的柠檬酸，继续强力搅拌30分钟。向上述溶液中加入1毫摩尔的磷酸二氢钠(NaH2PO4)，再搅拌40分钟。然后将该溶液转移到水热釜中密封。在烘箱中加热到150摄氏度，加热时间为20小时。反应过后的水热釜冷却到室温以后，可以得到白色沉淀。将样品离心，洗涤，最后在真空烘箱中60摄氏度干燥过夜。最终得到LaPO4纳米粒子。
8毫升0.1mol/L硝酸镧(La(NO3)3)溶液和2毫升0.1mol/L的硝酸铽(Tb(NO3)3)加入到10毫升水中，搅拌混匀。再向溶液中加入2毫摩尔的柠檬酸，继续强力搅拌30分钟。向上述溶液中加入1毫摩尔的磷酸二氢钠(NaH2PO4)，再搅拌40分钟。然后将该溶液转移到水热釜中密封。在烘箱中加热到150摄氏度，加热时间为20小时。反应过后的水热釜冷却到室温以后，可以得到白色沉淀。将样品离心，洗涤，最后在真空烘箱中60摄氏度干燥过夜。最终得到La0.8Tb0.2PO4纳米粒子。
5毫升0.1mol/L硝酸镧(La(NO3)3)溶液和5毫升0.1mol/L的硝酸铽(Tb(NO3)3)加入到10毫升水中，搅拌混匀。再向溶液中加入2毫摩尔的柠檬酸，继续强力搅拌30分钟。向上述溶液中加入1毫摩尔的磷酸二氢钠(NaH2PO4)，再搅拌40分钟。然后将该溶液转移到水热釜中密封。在烘箱中加热到150摄氏度，加热时间为20小时。反应过后的水热釜冷却到室温以后，可以得到白色沉淀。将样品离心，洗涤，最后在真空烘箱中60摄氏度干燥过夜。最终得到La0.5Tb0.5PO4纳米粒子。
4毫升0.1mol/L硝酸镧(La(NO3)3)溶液和6毫升0.1mol/L的硝酸铽(Tb(NO3)3)加入到10毫升水中，搅拌混匀。再向溶液中加入2毫摩尔的柠檬酸，继续强力搅拌30分钟。向上述溶液中加入1毫摩尔的磷酸二氢钠(NaH2PO4)，再搅拌40分钟。然后将该溶液转移到水热釜中密封。在烘箱中加热到150摄氏度，加热时间为20小时。反应过后的水热釜冷却到室温以后，可以得到白色沉淀。将样品离心，洗涤，最后在真空烘箱中60摄氏度干燥过夜。最终得到La0.4Tb0.6PO4纳米粒子。
2毫升0.1mol/L硝酸镧(La(NO3)3)溶液和8毫升0.1mol/L的硝酸铽(Tb(NO3)3)加入到10毫升水中，搅拌混匀。再向溶液中加入2毫摩尔的柠檬酸，继续强力搅拌30分钟。向上述溶液中加入1毫摩尔的磷酸二氢钠(NaH2PO4)，再搅拌40分钟。然后将该溶液转移到水热釜中密封。在烘箱中加热到150摄氏度，加热时间为20小时。反应过后的水热釜冷却到室温以后，可以得到白色沉淀。将样品离心，洗涤，最后在真空烘箱中60摄氏度干燥过夜。最终得到La0.2Tb0.8PO4纳米粒子。
10毫升0.1mol/L的硝酸铽(Tb(NO3)3)加入到10毫升水中，搅拌混匀。再向溶液中加入2毫摩尔的柠檬酸，继续强力搅拌30分钟。向上述溶液中加入1毫摩尔的磷酸二氢钠(NaH2PO4)，再搅拌40分钟。然后将该溶液转移到水热釜中密封。在烘箱中加热到150摄氏度，加热时间为20小时。反应过后的水热釜冷却到室温以后，可以得到白色沉淀。将样品离心，洗涤，最后在真空烘箱中60摄氏度干燥过夜。最终得到TbPO4纳米粒子。
图1为上述稀土磷酸盐纳米粒子的透射电镜照片，由该图可知随着Tb3+的掺杂量不同，得到的纳米粒子的大小和形貌也不同。
图2为上述纳米粒子的粉末X-射线衍射图片，说明这些纳米粒子的晶型不同。随着Tb3+的掺杂量的增加，晶相由单斜晶系变为六方晶系。
实施例2稀土磷酸盐纳米粒子在三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯单体中的分散及其自由基聚合
将一定量的实施例1中得到的La0.5Tb0.5PO4纳米粒子加入到300微升的有机溶剂四氢呋喃中，并且将该溶液在密闭的条件下搅拌50分钟，接下来再超声分散30分钟，形成分散的纳米粒子溶液。在剧烈搅拌下逐滴滴加1毫升的三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯单体，超声60分钟，得到稳定的纳米粒子聚合物单体溶液。向该溶液中加入一定量的过氧苯甲酰化合物，超声10分钟，使过氧苯甲酰溶解并形成稳定的溶液。接下来，将得到的混合溶液装入合适的玻璃模具，然后将其放到真空烘箱中，室温下除去溶液中的有机溶剂四氢呋喃。烘箱升温至75摄氏度，并保持10小时，引发剂过氧苯甲酰的分解引发了三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯单体的聚合，形成了透明的聚合物纳米复合光学材料。其它稀土磷酸盐纳米粒子掺杂的聚合物纳米复合光学材料的制备方法和上述方法相似，只是把La0.5Tb0.5PO4纳米粒子换成相应的纳米材料。
不同掺杂浓度的La0.5Tb0.5PO4聚三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯纳米复合物的光学照片如图3所示，由该图可知得到的聚合物纳米复合光学材料是高度透明的。相应的透过光谱如图4所示，该图表明聚合物纳米复合光学材料在300纳米-900纳米的波长范围内，具有很高的光学透过率。La0.5Tb0.5PO4聚三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯纳米复合物的二次谐波光谱如图5所示，由该图可知聚合物纳米复合光学材料可以在宽波长范围内具有二阶非线性光学响应。
实施例3稀土磷酸盐纳米粒子在甲基丙烯酸甲酯单体中的分散及其自由基聚合。
将一定量的实施例1中得到的La0.5Tb0.5PO4纳米粒子加入到300微升的有机溶剂四氢呋喃中，并且将该溶液在密闭的条件下搅拌50分钟，接下来再超声分散30分钟，形成分散的纳米粒子溶液。在剧烈搅拌下逐滴滴加1毫升的甲基丙烯酸甲酯单体，超声60分钟，得到稳定的纳米粒子聚合物单体溶液。向该溶液中加入一定量的偶氮二异丁氰化合物，超声10分钟，使偶氮二异丁氰溶解并形成稳定的溶液。接下来，将得到的混合溶液装入合适的玻璃模具，然后将其放到真空烘箱中，室温下除去溶液中的有机溶剂四氢呋喃。烘箱升温至75摄氏度，并保持10小时，引发剂偶氮二异丁氰的分解引发了甲基丙烯酸甲酯单体的聚合，形成了透明的聚合物纳米复合光学材料。其它稀土磷酸盐纳米粒子掺杂的聚合物纳米复合光学材料的制备方法和上述方法相似，只是把La0.5Tb0.5PO4纳米粒子换成相应的纳米材料。不同掺杂浓度的La0.5Tb0.5PO4聚甲基丙烯酸甲酯纳米复合物的光学照片如图6所示，由该图可知得到的聚合物纳米复合光学材料是高度透明的。
实施例4半导体量子点在三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯单体中的分散及其自由基聚合
将一定量的硒化镉量子点加入到300微升的有机溶剂四氢呋喃中，并且将该溶液在密闭的条件下搅拌50分钟，接下来再超声分散30分钟，形成分散的纳米粒子溶液。在剧烈搅拌下逐滴滴加1毫升的三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯单体，超声60分钟，得到稳定的纳米粒子聚合物单体溶液。向该溶液中加入一定量的过氧苯甲酰化合物，超声10分钟，使过氧苯甲酰溶解并形成稳定的溶液。接下来，将得到的混合溶液装入合适的玻璃模具，然后将其放到真空烘箱中，室温下除去溶液中的有机溶剂四氢呋喃。烘箱升温至75摄氏度，并保持10小时，引发剂偶氮二异丁氰的分解引发了三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯单体的聚合，形成了透明的聚合物纳米复合光学材料。其它量子点掺杂的聚合物纳米复合光学材料的制备方法和上述方法相似，只是把硒化镉换成相应的量子点。掺杂不同量子点的聚三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯纳米复合物在紫外光照射下的光学照片如图7所示。
Claims (10)
1.一种聚合物纳米复合光学材料的制备方法，包括如下步骤：
1）合成具有特定光学性质的纳米粒子：利用模板法、溶胶-凝胶法、强迫水解法、水热法、共沉淀法、热分解法等液相法制备具特定光学性质的纳米粒子。
2）纳米粒子在聚合物单体中的分散：选择合适的聚合物单体，将上述步骤1）制备得到的纳米粒子加入到一定量的有机溶剂中，并且将该溶液在密闭的条件下搅拌50分钟，接下来再超声分散30分钟，形成稳定分散的纳米粒子溶液。在剧烈搅拌下逐滴滴加一定量的聚合物单体，超声60分钟，得到稳定的纳米粒子聚合物单体溶液。
3）纳米粒子在聚合物单体中的本体聚合：自由基聚合向上述步骤2的反应体系中，加入适量的引发剂，搅拌均匀，形成稳定的混合溶液。将得到的混合溶液装入合适的玻璃模具，然后将其放到真空烘箱中，室温除去溶液中的有机溶剂。烘箱升温，并保持数小时，引发剂分解导致聚合物单体聚合，最终得到成型的聚合物纳米复合光学材料。
紫外光聚合向上述步骤2的反应体系中，加入适量的引发剂，搅拌均匀，形成稳定的混合溶液。将得到的混合溶液装入合适的玻璃模具。在紫外线源的照射一定时间，引发剂分解导致聚合物单体聚合，最终得到成型的聚合物纳米复合光学材料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，步骤1）中，具有特定光学性能的纳米粒子可以是具有特定光学性能的纳米粒子可以是具有二阶非线性光学性质的无机纳米粒子如磷酸铽、磷酸镝等稀土磷酸盐纳米粒子，金、银等贵金属纳米粒子；可以是具有荧光性质的氧化锌、硫化镉、硒化镉等半导体量子点；可以是具有光致变色性质的三氧化钨、三氧化钼等无机过渡金属氧化物纳米粒子；其它的具有特定光学性能的纳米粒子均在本专利的保护范围内。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，步骤2）中，聚合物可以选择聚三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸酯类聚合物；还可以是聚乙烯、聚丙烯等烯类聚合物；也可以选择聚二甲基硅氧烷等硅氧烷类聚合物；其它的聚合物均在本专利的保护范围内。
4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，步骤3）中，自由基聚合中引发剂可以选择过氧苯甲酰等有机过氧化物引发剂；也可以选择偶氮二异丁腈等偶氮类引发剂。紫外光聚合中光引发剂可以选择苯偶姻醚、2,2-二乙氧苯乙酮等；其它的引发剂均在本专利的保护范围内。紫外线源可以选择高压汞灯。
5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于：所述步骤2）中所选用的有机溶剂为四氢呋喃。
6.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于：所述步骤2）中所选用的分散方法为超声分散。
7.根据权利要求1-6任一项所述的制备方法，其特征在于：所述步骤3）中优选的引发剂过氧苯甲酰的量为10毫克。
8.根据权利要求1-7任一项所述的制备方法，其特征在于：所述步骤3）中烘箱温度75摄氏度，并保持10小时。
9.根据权利要求1-8任一项所述的制备方法在制备非线性光学材料中的应用。
10.根据权利要求1-9任一项所述的制备方法在制备线性光学材料中的应用。
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