胶体光子晶体是由单分散微米或亚微米级别的有机和无机胶体颗粒在重力、电场力、磁场力、剪切力或者毛细作用下组装形成的二维或三维有序结构。胶体光子晶体因其周期性的有序排列而具有特殊的光电性质。因此,它在光学器件、光子晶体墨水、光子晶体印刷、染料、感应器、光电池和光催化材料等多方面具有应用价值。在胶体光子晶体领域,新型结构基元的匮乏是一个亟待解决的问题。最常见的光子晶体结构基元是二氧化硅（SiO₂）和聚苯乙烯胶体颗粒（PS）,但是这两种物质的折射率较低,一定程度上限制了胶体光子晶体的应用范围。近年来,为了获得性能更加优越的胶体光子晶体,金属氧化物及半导体材料已经开始被用来合成新型的光子晶体结构基元。例如:Fe₃O₄、ZnS、ZnO、Cu₂O、Al₂O₃和TiO₂等。由于这些物质分别具有不同的化学性质,赋予了光子晶体更多的应用方向。此外,高效、经济、规模化的组装方法也是胶体光子晶体材料研究的关键。在过去十年中,人们通常采用垂直沉降法、浸渍提拉法、微乳流法、反相蛋白石法、震荡剪切法、旋涂法、以及受热力、磁场力和电场力诱导的组装方法来制备胶体光子晶体。虽然这些方法都能满足实验室规模的组装和应用,然而面向实际生产应用,我们必须开发更加高效的方法来实现光子晶体的规模化制备。本论文从新型光子晶体结构基元的合成和组装方法的探索这两方面展开研究。在第一个工作中,我们利用种子生长两步法合成了高度单分散、尺寸均匀可调的ZnO胶体颗粒,并通过挥发、浓缩和旋涂的过程将ZnO胶体颗粒组装成有序的胶体光子晶体薄膜。我们在保证胶体颗均匀度和稳定性的条件下可将合成体系扩大到1.5 mL,所合成的ZnO光子晶体薄具有明亮、饱和的结构色与均匀有序的内部结构。与无序的ZnO薄膜相比,有序的ZnO胶体光子晶体薄膜具有更高的光利用效率和更加优越的光电性质,并且在长时间的反应中可以保持良好的稳定性和光催化活性。将焙烧后的有序、无序ZnO胶体光子晶体薄膜应于光催化还原CO2,我们发现当光禁带与电子吸收能带相匹配时,ZnO胶体光子晶体薄膜具有更高的光催化活性。在这项工作,我们通过旋涂法合成了具有优越光催化活性的ZnO胶体光子晶体薄膜,实现了基于光子晶体结构光催化剂的规模化制备,为光子晶体在光催化领域中的应用奠定了基础。第二项工作中,我们利用LBL技术合成了具有超顺磁性质的复合纳米颗粒,并在溶剂挥发诱导和磁组装的协同作用下实现了胶体光子晶体薄膜的规模化制备。我们通过静电吸附作用依次将PEI和Fe₃O₄修饰在PS的表面,然后再包裹一层SiO₂。这种PS@PEI@Fe₃O₄@SiO₂胶体颗粒不仅尺寸可调、分布较窄,并且可以一次性进行大量的合成,为后续的组装奠定了良好的基础。我们通过调节PS的尺寸和SiO₂的厚度可以得到280 nm～450 nm的胶体颗粒,利用不同尺寸的胶体颗粒可以在磁场下组装出具有不同饱和结构色的光子晶体薄膜。此外,我们通过可见-近红外反射光谱证明了光子晶体薄膜高度均匀,并发现了薄膜干涉现象。最终,我们通过连续注入浓缩液的方式在亲水基底上进行了光子晶体薄膜的连续制备,仅仅利用12分钟就获得了长100cm、宽2cm的光子晶体胶带。整个组装过程不仅绿色环保、快速高效和节省原料,并且适用于多种日常生活中常见的基质材料,为光子晶体薄膜的应用提供了保障。