纳米氧化钼薄膜的水热生长、器件制备及其电致变色性能

以金属钼粉为原料制备的过氧钼酸为前驱体溶液,直接在导电玻璃表面水热生长纳米氧化钼薄膜,并组装成电致变色器件,研究了器件的电致变色性能。研究表明:180?C下以过氧钼酸为前驱体溶液水热反应12 h可以得到均匀的薄膜,薄膜由厚约100～150 nm的纳米块组成;在波长720 nm处透过率调制幅度最大,达到13.3%;器件变色较快,其着色时间为3.5 s,褪色时间为2.9 s。     

大面积电致变色器件的制备及性能研究

采用溶胶-凝胶法合成了TiO2-CeO2薄膜,XRD、SEM、紫外可见透射光谱、循环伏安法等测试结果表明：经500℃热处理1h后的TiO2-CeO2薄膜呈面心立方方铈矿结构,其薄膜表面光滑,光学透过率高于80％,电荷存储量可达9．46mC·cm^-2,循环可逆性K为95％,是一种性能优良的电荷储存材料．同时采用聚（3,4-乙撑二氧噻吩）PEDOT／PSS为电致变色活性材料,制备了对称结构（ITO｜｜PEDOT／PSS｜｜PMMA／PC—LiClO4｜｜PEDOT／PSS｜｜ITO）和非对称结构（ITO｜｜PEDOT／PSS｜｜PMMA／PC—LiClO4｜｜TiO2-CeO2｜｜ITO）的大面积（10cm×10cm）电致变色器件,发现二者的对比度分别为17％、23．4％,褪色响应时间则分别为0．9s和2．8s,具有良好的应用性能．     

MoO3 薄膜的MoS2 氧化法制备、器件组装 及其电致变色性能

以MoS_2为原料,通过超声波辅助液相剥离块体MoS_2,得到了MoS_2纳米片。将其分散于乙醇中,然后旋涂至氟掺杂氧化锡(FTO)导电玻璃上,煅烧后得到MoO_3薄膜,并组装成电致变色器件,研究了器件的电致变色性能。结果表明,所制备出的MoO_3纳米片的厚度约为50～60 nm,所制备的电致变色器件在580 nm波长处,透过率调制幅度达到最大值16.2%,器件的着色时间为3.0 s,褪色时间为9.2 s。     

二氧化锰/普鲁士蓝纳米复合薄膜的制备及其电致变色性能

采用两步电沉积法在导电玻璃表面成功制备了二氧化锰/普鲁士蓝纳米复合薄膜。首先,以四水乙酸锰和无水硫酸钠为原料配制电解质溶液,通过电沉积法直接在导电玻璃表面沉积纳米二氧化锰薄膜。其次,以铁氰化钾、氯化钾和无水氯化铁为原料配制电解质溶液,沉积普鲁士蓝薄膜,表征了复合薄膜的结构,分析了复合薄膜的电致变色特性。结果表明,电沉积得到的二氧化锰为片状结构,且片的厚度小于10 nm,沉积在二氧化锰纳米片上的普鲁士蓝呈球状结构,直径约200 nm,形成了致密的、有裂纹的膜层。所制备的复合薄膜具有良好的电致变色性能。在400～800 nm的可见光范围平均光调制幅度达到52%,着色时间和褪色时间分别为4.3 s和3.6 s,着色效率达到68.4 cm2/C。     

氧化钼/聚吡咯复合膜的制备及变色性能研究

为了弥补无机变色材料的不足,引入有机聚合物进行复合,组装成互补型电致变色器件.本文以七钼酸铵为原料,采用水热法合成六方相氧化钼(h-MoO_3),通过浆料法制备氧化钼变色薄膜并组装成变色器件.利用恒电压聚合法制得聚吡咯薄膜,并与氧化钼薄膜复合组装纳米氧化钼/聚吡咯复合变色器件.采用X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见分光光度计和电化学工作站对样品的结构以及器件的变色性能进行表征.结果表明:氧化钼的晶型为h-MoO_3;随反应时间的延长,不规则颗粒状的MoO_3逐渐生长并形成六角棒状,其直径为3μm,长度为20μm;氧化钼/聚吡咯复合变色器件的着色与褪色时间分别为35s和22s;在481nm处吸收峰的强度从0.62减小到0.55,光学对比度变化大.     

SiO2@DV复合光子晶体的制备及电致变色性能研究

本文采用St9ber法制备了单分散SiO_2微球,通过垂直沉积组装成蛋白石结构光子晶体,再利用电化学法在SiO_2微球表面生成十二烷基紫精(dodecyl-viologen,简称DV),得到核-壳结构的SiO_2@DV光子晶体复合膜.测试了SiO_2@DV光子晶体薄膜的反射光谱、循环伏安曲线、多电位紫外吸收光谱、对比度及响应时间等光学、电化学及电致变色性能.结果表明,SiO_2@DV复合光子晶体薄膜的氧化还原能力比DV好,颜色更加艳丽;相比于DV薄膜16%的对比度,该光子晶体薄膜最大对比度达到20%;DV薄膜的着色响应时间和褪色响应时间分别为9.08和6.7 s,而SiO_2@DV光子晶体薄膜的着色响应时间和褪色响应时间分别为8.34和5.41 s,较DV薄膜的着色和褪色响应快.将光子晶体结构引入DV中,可得到性能提高的电致变色材料.     

琼脂基凝胶电解质的制备及其在电致变色器件中的应用

为制备基于琼脂凝胶电解质的电致变色器件,以琼脂作为基体,双三氟甲烷磺酰亚胺锂(LiTFSI)为电解质盐,碳酸丙烯酯(PC)为增塑剂,去离子水为溶剂,加热搅拌先制得电解质溶液。采用电沉积法制备普鲁士蓝(PB)薄膜并组装电致变色器件。将配制好的电解质溶液注入电致变色器件中,电解质溶液在冷却后直接在器件中变为凝胶,得到基于琼脂凝胶电解质的电致变色器件。研究了器件的电致变色性能,结果表明,器件在波长580 nm处透过率调制幅度达39.9%,器件的着色响应时间为16.2 s,褪色响应时间为15.2 s,表现出较快的响应速度。     

全固态电致变色玻璃的光透过率研究

用sol-gel方法,以钨粉和H2O2为主要原料,通过聚乙二醇和碳酸丙烯酯掺杂,制备出WO3电致变色薄膜.用此种薄膜组装成全固态电致变色玻璃器件,对玻璃器件进行着色-褪色过程的光透过率测试.结果表明：掺杂制备的WO3电致变色薄膜性能要优于未掺杂的薄膜,碳酸丙烯酯掺杂制备的薄膜变色性能较好;此外,还从WO3电致变色薄膜的变色机理和离子传输过程对玻璃的光透过率进行了一定的讨论.     

交流电频率范围变化对电化学合成的聚吡咯薄膜电致变色性能的影响

采用电化学阻抗谱法,以吡咯和对甲苯磺酸(p-toluenesulfonic acid, p-TSA)为原料配制反应溶液,以掺氟SnO₂透明导电玻璃为基底,简单而有效地一步合成聚吡咯(polypyrrole, PPy)薄膜。研究了电化学合成中交流电频率范围的变化对所制备的聚吡咯薄膜的结构和电致变色性能的影响。结果表明,在初始电位0.7 V,施加±100 mV正弦波的基础上,交流电频率范围的变化改变了PPy薄膜颗粒的分布形态,频率范围变化越宽,薄膜颗粒越小,尺度接近于纳米级。当交流电频率范围在10^-1～10³Hz时,制备的PPy薄膜的电致变色性能最佳,其800 nm光波处的光调制幅度达到65.4%,该薄膜还具有较快的电致变色响应,着色和褪色开关时间分别为5 s和6.5 s,且其着色效率达到137.4 cm²·C^-1, 100次电致变色循环后的光调制幅度保留率可达65.7%。     

钒取代磷钨酸盐/刚果红电致变色膜的制备及性能研究

基于Layer-by-Layer技术,将有机染料刚果红和钒取代磷钨酸盐(K7P2W16V2O62·18H2O)复合,制备了一种复合电致变色材料:[PEI/P2W16V2/PEI/刚果红]20.紫外-可见吸收光谱监测显示复合材料的合成均一、稳定.紫外可见分光光度计与电化学工作站联机表明:染料刚果红的加入使复合材料实现了由红色到栗色、再到红色的可逆颜色变化,增加了磷钨酸盐电致变色材料的变色种类.并且此复合材料展现了良好的电致变色性能,复合材料在650 nm处的光反差可以达到20.11%,复合膜的着色效率可以提高到33 cm2C-1,着色时间和褪色时间分别缩短到4.74 s和8.16 s.