Изготовление высококачественных материалов матричной сборки из оксида титана, оксида алюминия и других оксидов металлов путем совместной сборки - RU2018137681A
Код документа: RU2018137681A
Формула
1. Способ изготовления матричной структуры, включающий стадии, на которых:
объединяют ониевое соединение и прекурсор в виде золь-геля оксида металла (золь-гель прекурсор) с получением дисперсии металлооксидных нанокристаллов, содержащих как кристаллический оксид металла, так и расположенный в нем или на нем аморфный оксид металла;
объединяют металлооксидные нанокристаллы с матричными частицами с получением суспензии; и
выпаривают растворитель из суспензии с получением смешанного продукта.
2. Способ по п. 1, в котором объединение включает упорядочение матричных частиц в соответствии со структурой прямого опала.
3. Способ по п. 2, дополнительно включающий обжиг смешанного продукта с получением фотонной структуры, имеющей структуру инвертированного опала.
4. Способ по п. 1, в котором металлооксидные нанокристаллы содержат, по меньшей мере, один оксид из: оксида титана, оксида циркония, оксида алюминия, оксида железа, оксида цинка, оксида олова, оксида бериллия, оксида благородного металла, оксида металла платиновой группы, оксида гафния, оксида молибдена, оксида вольфрама, оксида рения, оксида тантала, оксида ниобия, оксида ванадия, оксида хрома, оксида скандия, оксида иттрия, оксида лантана, оксида церия, оксида редкоземельного элемента, оксида тория, оксида урана, оксидов других редкоземельных элементов и их сочетаний.
5. Способ по п. 4, в котором ониевое соединение является солью четвертичного аммония.
6. Способ по п. 5, в котором соль четвертичного аммония представляет собой гидроксид алкиламмония.
7. Способ по п. 1, в котором ониевое соединение является гидроксидом тетраметиламмония (ТМАН).
8. Способ по п. 1, в котором золь-гель прекурсор представляет собой изопропоксид титана (TIP).
9. Способ по п. 1, в котором золь-гель прекурсор представляет собой изопропоксид алюминия (AIP).
10. Способ по п. 1, в котором золь-гель прекурсор представляет собой 1-пропоксид циркония (ZIP).
11. Способ по п. 3, в котором фотонная структура содержит оксид титана.
12. Способ по п. 1, в котором смешанный продукт представляет собой тонкую пленку, осажденную на поверхности.
13. Способ по п. 12, в котором поверхность включает поверхность основы, и способ дополнительно включает суспендирование основы в суспензии до выпаривания растворителя.
14. Способ по п. 3, в котором фотонная структура имеет одну из следующих форм: пленки, блока, сферической частицы или частицы сложной формы.
15. Способ по п. 1, в котором молярное отношение ониевого соединения к золь-гель прекурсору составляет, по меньшей мере, около 0,05.
16. Способ по п. 15, в котором молярное отношение ониевого соединения к золь-гель прекурсору составляет, по меньшей мере, около 0,3.
17. Способ по п. 15, в котором молярное отношение ониевого соединения к золь-гель прекурсору лежит в диапазоне от примерно 0,3 до примерно 1,85.
18. Способ по п. 1, в котором объединение ониевого соединения с золь-гель прекурсором осуществляют в жидкости.
19. Способ по п. 18, в котором жидкость содержит, по меньшей мере, один из следующих растворителей: водный растворитель, органический растворитель и смешанный растворитель.
20. Способ по п. 1, в котором матричные частицы включают коллоидную суспензию сферических, удлиненных, вогнутых, аморфных или граненых частиц, изготовленных из полимера, металла, оксида металла, надмолекулярных агрегатов, кристаллов органических, неорганических или металлоорганических соединений или солей.
21. Способ по п. 1, в котором матричные частицы включают коллоидную суспензию полимерных сфер.
22. Способ по п. 1, в котором суспензия характеризуется конечным содержанием твердой фазы, лежащим в диапазоне от, примерно, 0,05% до, примерно, 10% вес.
23. Способ по п. 1, в котором суспензия характеризуется конечным содержанием твердой фазы до, примерно, 20% вес.
24. Способ по п. 1, дополнительно включающий объединение металлооксидных нанокристаллов и матричных частиц с функциональными наночастицами.
25. Способ по п. 24, в котором функциональные наночастицы включают металл.
26. Способ по п. 25, в котором инвертированный опал включает, по меньшей мере, одно из следующего: пленку инвертированного опала из наночастиц оксид титана-золото, пленку инвертированного опала из наночастиц оксид титана-платина, пленку инвертированного опала из наночастиц оксид титана-палладий, фотонные блоки инвертированного опала из наночастиц оксид титана-золото, сферические частицы инвертированного опала из наночастиц оксид титана-золото.
27. Способ по п. 3, в котором фотонная структура не имеет трещин на протяжении, по меньшей мере, 10000 своих повторяющихся звеньев.
28. Способ по п. 1, в котором суспензия диспергирована в капле.
29. Способ по п. 28, в котором капля имеет диаметр от, примерно, 0,1 мкм до, примерно, 10 мм.
30. Способ по п. 28, в котором капля имеет диаметр от, примерно, 0,5 мкм до, примерно, 5 мм.
31. Способ по п. 28, в котором капля имеет диаметр от, примерно, 1 мкм до, примерно, 1 мм.
32. Способ по п. 1 или 24, в котором структура матричной сборки пригодна для изготовления структурных пигментов.
33. Способ по п. 1 или 24, в котором структура матричной сборки пригодна для изготовления датчиков.
34. Способ по п. 1 или 24, в котором структура матричной сборки пригодна для изготовления фотоактивных катализаторов.
35. Способ по п. 1 или 24, в котором структура матричной сборки пригодна для использования в когерентно рассеивающих средах, излучателях света, для хаотической генерации излучения или в других оптических вариантах применения, таких как интеллектуальные дисплеи или другие электрохромные материалы.
36. Способ по п. 1 или 24, в котором структура матричной сборки пригодна для изготовления косметических продуктов.
37. Способ по п. 1 или 24, в котором структура матричной сборки пригодна для изготовления фармацевтических или пищевых продуктов.
38. Способ по п. 1 или 24, в котором структура матричной сборки пригодна для доставки лекарственных средств, изготовления жидкостных устройств, охлаждающих/нагревающих устройств, использования в тканевой инженерии или для изготовления мембран.
39. Способ по п. 1 или 24, в котором структура матричной сборки пригодна для фильтрации, для сорбции/десорбции или для использования в качестве субстрата.
40. Способ по п. 1 или 24, в котором структура матричной сборки пригодна для использования в качестве каталитической среды или подложки.
41. Способ по п. 1 или 24, в котором структура матричной сборки пригодна для использования в области накопления энергии, в аккумуляторах или топливных элементах.
42. Способ по п. 1 или 24, в котором структура матричной сборки пригодна для использования в акустических устройствах.
43. Способ по п. 1 или 24, в котором структура матричной сборки пригодна для изготовления рельефных структур.
44. Способ по п. 12, дополнительно включающий активацию поверхности основы с целью создания гидроксильных групп.
45. Способ по п. 12, в котором поверхность включает поверхность основы.
46. Способ по п. 45, в котором основа включает соль металла.
47. Способ по п. 45, в котором основа включает оксид металла.
48. Способ по п. 45, в котором основа включает полупроводник.
49. Способ по п. 45, в котором основа включает металл.
50. Способ по п. 45, в котором основа включает сплав металлов.
51. Способ по п. 45, в котором основа включает керамический материал.
52. Способ по п. 45, в котором основа включает сочетание биметалла и оксида металла.
53. Способ по п. 45, в котором основа включает органический материал.
54. Способ по п. 45, в котором основа включает неорганический материал.
55. Способ по п. 45, в котором основа включает полимер.
56. Способ по п. 45, в котором основа включает природный материал.
