玻璃材料中銅納米顆粒形成研究.pdf

1、含金屬納米顆粒的玻璃材料具有獨(dú)特的光、電、磁、催化等性能，不僅在光學(xué)儀器制造、信息儲(chǔ)存、光纖通訊、環(huán)保等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景，而且對(duì)研究金屬納米顆粒的行為及形成機(jī)理有重要的學(xué)術(shù)價(jià)值。國(guó)內(nèi)外研究集中于玻璃中銀與金納米顆粒的形成與性能，而對(duì)銅納米顆粒形成的研究就很少。本研究致力于SiO2—Na2O—CaO系統(tǒng)玻璃中光熱誘導(dǎo)銅納米顆粒的形成，通過(guò)熱處理技術(shù)及紫外線光熱誘導(dǎo)法在玻璃中得到銅納米顆粒。 與Ag、Au相比，在相同的玻璃基體及

2、光熱誘導(dǎo)條件下無(wú)法得到Cu納米顆粒。因?yàn)镃u+與玻璃結(jié)構(gòu)結(jié)合牢固使得活性小，缺少流動(dòng)性。通過(guò)適當(dāng)改變玻璃中網(wǎng)絡(luò)形成體與調(diào)節(jié)劑的比例關(guān)系是能夠改變網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)取向，可以調(diào)節(jié)Cu+離子在玻璃中的活性。以72％SiO2、8％CaO、20％Na2O為基礎(chǔ)組分的玻璃，通過(guò)另加入約1．0％的還原劑SnO、1．2％的著色劑Cu2O和1．0％左右的超細(xì)活性炭，可以制得含有Cu+的無(wú)色透明玻璃。該玻璃可以利用熱處理技術(shù)及紫外線光熱誘導(dǎo)法在玻璃中得到銅納米顆粒

3、。著色劑以Cu2O效果最好，加入量在0．8％以上比較合適。該樣品熱處理銅納米顆粒析出的臨界溫度值480℃附近，隨熱處理溫度的升高與時(shí)間的增加，玻璃內(nèi)部析出的銅納米顆粒尺寸和數(shù)量都增大。經(jīng)過(guò)紫外線的誘導(dǎo)，熱處理銅納米顆粒析出的臨界值可以在比未光照樣品低20℃左右。 在玻璃中加入0．08％的CeO2，能夠加強(qiáng)玻璃的對(duì)紫外光誘導(dǎo)敏感性。玻璃中Cu2O含量的增加，會(huì)促進(jìn)紫外線光熱誘導(dǎo)玻璃中納米銅顆粒的生成。強(qiáng)紫外線照射有利于納米銅的析出