The invention provides a method for preparing a three-dimensional black nanometer metal wide spectrum light absorbing film. The competition mechanism of agent / strongoxidant by introducing a strong reduction, to achieve a high degree of consistency of special types of crystal screening, and through continued growth for the first time with the three-dimensional structure of large and complex structure of the surface irregularities. At the same time, a wide spectrum absorption film is prepared by electrophoretic method, which can uniformly cover any shape of conductive material. The deposition process can be carried out continuously, the thickness can be accurately controlled, and very solid. These products have a wide range of applications in infrared optics, camouflage technology, light energy utilization and thin film devices. This complex three-dimensional granular black metal film has wide angle resolution characteristics.
【技术实现步骤摘要】
一种三维黑色纳米金属宽光谱吸光薄膜的制备方法
本专利技术涉及纳米光子学、等离激元学、红外光学、伪装技术、光能利用和薄膜器件等领域,特别涉及一种三维黑色纳米金属宽光谱吸光薄膜的制备方法。
技术介绍
金属纳米材料由于其表面等离激元共振效应而具有独特的光学性质,如对光的局域增强、强烈的吸收和散射等。金属纳米材料的光学性质不仅与材料本身有关,还与材料的几何结构有关,具有特殊纳米结构的纳米材料可通过其几何参数的改变实现对电磁场的调控。金属纳米结构越复杂,随机性越强,与其相互作用,形成共振的光波波段就越宽。而且,当金属结构表面出现极小的数纳米量级的间距和裂缝时,可极其显著地局域光,这就是所谓的“热点”(hotspots)效应。因此,研制出具有复杂结构特征的金属纳米结构,充分发挥和利用其表面等离激元共振效应,可有效地在宽光谱波段操控和局域光,进而在红外光学、伪装技术、光能利用及薄膜器件等众多领域实现应用。光照射到金属纳米结构表面并形成局域共振时,纳米结构表面很小的范围内呈现出显著的近场光局域增强效应。且光场随着远离纳米结构表面的距离的增加而迅速衰减。同时,金属纳米结构对光还具有强烈的散射和吸收作用。在纳米尺度下被金属所散射的光将改变其原有的传播方向。而在纳米尺度下被金属纳米结构所吸收的光能,则可通过非辐射跃迁过程转化为热能,造成金属纳米结构发热,实现光能至热能的转换。因此金属纳米结构作为高度局域且高效的热源,在太阳能利用、海水淡化、光热杀菌、光催化等领域极具应用价值。在光吸收材料领域,为满足高新技术快速发展的需求,人们对吸光材料提出了宽光谱、高吸收、规模化、重量轻及低成 ...
【技术保护点】
一种三维黑色纳米金属宽光谱吸光薄膜的制备方法,其特征在于该方法包括以下步骤:步骤一:晶种生长过程将硝酸银AgNO
【技术特征摘要】
1.一种三维黑色纳米金属宽光谱吸光薄膜的制备方法,其特征在于该方法包括以下步骤:步骤一:晶种生长过程将硝酸银AgNO3和表面活性剂a混合于超纯水溶液,在室温下剧烈搅拌1-3min使其充分溶解,得到混合溶液a,其中银离子的浓度为0.01-100mmol/L;将过量的强氧化刻蚀剂加入混合溶液a中,充分搅拌1-3min以均匀混合;然后加入过量的强还原剂,溶液中的银离子在强还原剂的作用下生成银单质,并不断长大得到银纳米颗粒,银纳米颗粒会被强氧化刻蚀剂刻蚀,然后在纳米颗粒的晶面继续选择性生长;经过多轮的生长-刻蚀过程,溶液的颜色会历经:透明、黑、淡黄、黑、黄、黑等一系列变化,最终得到晶种类型高度一致化的晶种溶液;步骤二:三维黑色纳米金属的合成过程取步骤一得到的晶种溶液,加入10-1000倍的超纯水稀释,并依次向其中加入还原剂和表面活性剂b,在室温下搅拌1~3min,得到混合溶液b;向混合混合溶液b中加入硝酸银溶液,银离子在反应体系中的浓度为0.1-100mol/L;在还原剂的作用下,由银离子被还原得到的银单质用于晶种的生长,从而得到银纳米片颗粒;银纳米片在强刻蚀剂中的H+作用下会产生大量缺陷,随着硝酸银不断的增加,过多的银离子会自成核生成微小的银颗粒,这些颗粒很容易被缺陷态的银纳米片吸附而逐渐变大,从而得到三维黑色纳米金属,其中银的浓度为0.01–500mol/L,H+的浓度为0.1–500mmol/L,混合溶液历经:黄、橙、梅红、紫、蓝、黑等一系列颜色变化,得到银黑色纳米金属的尺寸分布在1-20μm范围内;步骤三:三维黑色纳米金属薄膜的制备过程将步骤二合成的三维黑色纳米金属分散在有机溶液a中配成电泳液,把预先设计好的导电基底放入电泳液,采用电压为1-1000V的恒压式电源进行电沉积,电极之间的距离为1-10mm,电泳液不与导电基底发生化学反应,电泳时间为1-100min;电泳结束后,从电泳液中取出带有三维黑色纳米金属薄膜的阳极基底,将其放入有机溶剂b中浸泡1-100min,然后让黑色纳米金属薄膜自然干燥,即得到了干净的银黑色...
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