铁氰化镍电致变色器件的制备与性能研究

由于具备氧化还原的可逆性及氧化还原过程中伴随不同的颜色变化,普鲁士蓝及其类似物在电致变色领域引起了广泛的关注。因此,采用一种简单高效的直接沉淀法制备出纳米铁氰化镍粉体,并通过旋涂法制备了铁氰化镍薄膜。为了得到更均匀牢固的薄膜,在悬涂液中加入3,4-乙烯二氧噻吩单体的聚合物(PEDOT:PSS)或聚乙烯吡咯烷酮(PVP),研究了不同聚合物对成膜均匀性及其电致变色性能的影响。将薄膜组装成器件,考察了透过率和响应时间等电致变色性能。结果表明:所制备的铁氰化镍粉末达到了纳米级别,在400nm波长时,基于铁氰化镍PEDOT:PSS复合材料薄膜和基于铁氰化镍PVP复合材料薄膜两种器件的调制幅度达到最大值,分别为15%和12%,前者的着色时间和褪色时间分别为4和21s;后者的着色时间和褪色时间分别为51和36s。     

纳米Ag^＋／TiO2对PLA薄膜性能的影响

在聚乳酸（PLA）体系中添加无机抗菌剂纳米二氧化钛银交换体（Ag^＋／TiO2）,研究纳米Ag^＋／TiO2含量对PLA薄膜力学性能、透氧透湿性能及抗菌性能的影响．结果表明：随着纳米Ag^＋／TiO2含量的增加,所制备的PLA薄膜的拉伸强度先增大后减小,而断裂伸长率逐渐下降;在含量为1份时,薄膜的拉伸强度为38．8MPa、断裂伸长率为263．5％、透湿系数为3．8×10^13g·cm／（cm^2·s·Pa）、透氧系数为38×10^15cm^3·cm／（cm^2·s·Pa）,薄膜对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、霉菌的抗菌率达到95％以上．     

4,4＇-双（三苯胺）紫精制备与电致变色固态器件性能研究

合成了一种4,4’-双（三苯胺）紫精化合物,并对其结构进行了核磁、红外和质谱表征;循环伏安法分析表明,该紫精化合物有明显的氧化还原峰位.将该化合物溶于氯仿涂覆在ITO玻璃上获得均匀的电致变色薄膜,并与电解质薄膜的ITO玻璃组装成全固态电致变色器件（ECD）.通过循环伏安和紫外吸收光谱测试了器件的性能,研究结果表明,对该器件施加-0.8 V到0.8 V的电压,器件的颜色从无色到浅蓝色的可逆变化,而且器件没有封装时其变色态在空气中仍能保持5h以上,表现出优良的稳定性.     

对电极涂覆AgNWs对聚3-(2-羟乙基)噻吩变色性能的影响

为提高聚噻吩类衍生物电致变色器件的响应速度和循环稳定性,采用电化学聚合法制备聚3-(2-羟乙基)噻吩(P3TE)薄膜,同时将银纳米线(AgNWs)分散液滴涂到ITO玻璃上制得AgNWs导电薄膜,分别以ITO玻璃上的P3TE和AgNWs薄膜为工作电极和对电极,与凝胶电解质一起组装成电致变色器件。采用多种分析方法对薄膜的组成、结构、透过率和形貌以及器件性能进行表征。研究结果表明,AgNWs/ITO在波长589 nm处的透过率较高(达到80%),对器件的透过率影响不大;与单一P3TE薄膜器件相比,对电极涂覆AgNWs的P3TE器件响应时间明显缩短(着色和褪色时间分别为5.94 s和0.68 s),且循环稳定性得到改善。     

聚苯胺电致变色薄膜的制备及性能

以苯胺单体为原料,采用电化学沉积法在玻璃衬底FTO导电薄膜上合成聚苯胺电致变色薄膜．采用恒电流法,研究苯胺单体浓度、酸的种类、电沉积时间、电流密度等对薄膜制备及电致变色性能的影响,确定合成聚苯胺薄膜的最佳条件．结果表明,聚苯胺电致变化薄膜的最佳制备条件是0．15mol／L苯胺单体的1mol／L硫酸溶液,以10．A／cm^2的电流密度电沉积40min．该条件下制备的薄膜的着色效率较无机电致变色薄膜高,但仅能循环105次．     

两种形貌TiO2薄膜电极的制备及其光电性能的比较研究

制备了微,纳米TiO2晶体及其薄膜电极和多孔TiO2薄膜电极;采用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X-射线衍射仪（XRD）表征微,纳米TiO2晶体的结构,采用扫描电子显微镜（SEM）表征两种薄膜电极的结构,通过测量两种薄膜电极的光电流及I-V特性研究其光电性质。结果表明,微,纳米TiO2晶体是金红石型、纳米棒自组装的球型结构,其薄膜电极为三维结构,而多孔TiO2薄膜电极为二维结构,由于微,纳米TiO2晶体薄膜电极具有大的比表面积,有利于光的吸收利用,表现出优异的光电特性,光电流、短路电流、开路电压分别为2．72μA／cm^2、37．52μA/cm^2、0．146V,比多孔TiO2薄膜电极的相应参数分别提高了28．3％、12．8％、23．7％。     

TiO2与聚合物复合薄膜的制备及表征

以钛酸丁酯[(C4H9O)4Ti]为前驱物制备了TiO2胶体，采用离子自组装的方法在普通载玻片表面制备了透明的TiO2纳米粒子／聚4苯乙烯黄酸钠（PSS）复合薄膜，随着镀膜次数或薄膜厚度增加，TiO2/PSS薄膜的透光率呈周期性变化；透射电镜（TEM）测试结果表明，薄膜均匀，薄膜中的TiO2呈板钛矿，光电子能谱仪（XPS）实验结果表明薄膜中含有Ti、O、C元素，载玻片表面完全被TiO2纳米薄膜所覆盖。     

磁控溅射法制备的不同衬底上的TiO_2薄膜

利用射频磁控溅射方法,分别在改变氧气含量和沉积时间的条件下在ITO玻璃、Si和Al/ITO玻璃衬底上沉积了TiO2薄膜,并利用拉曼光谱表征了2种条件下的TiO2薄膜的结构.研究表明：衬底材料、氧气含量以及沉积时间明显地影响了TiO2薄膜的结构.随着氧气含量的降低,沉积在ITO玻璃衬底上的TiO2薄膜由锐钛矿和金红石的混合结构转变为单一的金红石结构,而沉积在Si衬底上的TiO2薄膜的结构没有改变,并保持单一的金红石结构;随着沉积时间的增加,Al/ITO玻璃衬底上的TiO2薄膜由金红石结构转变为锐钛矿结构.     

H2／（Ar＋H2）流量比对AZO薄膜结构及光电性能的影响

在Ar＋H2气氛下,用RF磁控溅射法在室温下制备Al掺杂的ZnO（AZO）薄膜,研究H2／（Ar＋H2）流量比对薄膜结构和光电性能的影响。结果表明,在沉积气氛中引入H2可以提高AZO薄膜的结晶质量,降低AZO薄膜的电阻率,提高其霍尔迁移率和载流子浓度;H2／（Ar＋H2）流量比为5％时,AZO薄膜的最小电阻率为1．58×10^-3Ω·cm,最大霍尔迁移率和载流子浓度分剐为13．17cm^2·（V·s）^-1和3．01×10^20cm^-3;AZO薄膜在可见光范围内平均透光率大于85．7％。     

溶胶-凝胶法制备WO3-TiO2电致变色薄膜的研究

通过溶胶 -凝胶方法制备出了掺杂 Ti O2 的 WO3电致变色薄膜 ,并利用电化学循环伏安装置、分光光度计、X- Ray衍射进行了相关的性能测试 ,指出掺杂一定量的 Ti O2 可有效地稳定氧化钨溶胶 ,提高薄膜的循环使用寿命 ,同时也使薄膜的变色性能降低     

聚(3,4-二溴噻吩)及其电致变色器件的制备与性能研究

以3,4-二溴噻吩作为单体,以三氟化硼乙醚溶液(BFEE)为电解质溶液,通过电化学聚合得到聚(3,4-二溴噻吩)[Poly(3,4-dibromothiophene),PDBrTh],其能够显示亮红色和蓝色之间的可逆变化,并研究了PDBrTh薄膜的电致变色性能,其最快响应时间可以达到1.21 s,循环寿命达到1 800圈.以此薄膜作为电致变色层,制成的全固态PDBrTh基电致变色器件能够实现红色/蓝色的可逆变化,对于丰富电致变色器件的颜色具有重要意义.     

不定型TiO2薄膜修饰电极的制备及其电极过程动力学特性

通过熔胶-凝胶法在ITO导电玻璃基片表面制备一层TiO2薄膜,将其在空气中分别进行150℃×2 h,200℃×2 h和250℃×2 h的热处理,形成不定型TiO2薄膜修饰电极.用X射线衍射仪和扫描电镜对薄膜结构和形貌进行了表征.将该修饰电极作为工作电极,与作为参比电极的饱和甘汞电极、作为辅助电极的铂黑电极、作为电解质溶液的碳酸丙烯酯＋高氯酸锂一起构成三电极测试体系.根据该电极的循环伏安曲线测试结果讨论了该电极过程的动力学特征,分析了扫描参数和薄膜的热处理温度对电极过程动力学的影响.     

TiO2薄膜的制备及其对304不锈钢防腐性能的研究

采用过氧钛酸溶胶凝胶法（sol-gel）制备 TiO2溶胶,并用浸渍-提拉法在304不锈钢（304SS）上制备TiO2薄膜。利用X射线衍射仪（XRD）,原子力显微镜（AFM ）和紫外-可见分光光度计（UV/Vis）表征了 TiO2晶型、薄膜表面形貌以及光吸收性能。通过极化曲线法分别研究了在暗态和光照条件下TiO2薄膜对304SS的防腐性能。结果表明：在暗态下,镀膜厚度为240．7 nm ,表面粗糙度为3．64 nm的 T iO2薄膜有最佳的机械防腐性能,腐蚀速率可从6．32×10-6 mm/a降低到5．65×10-9 mm/a;在光照条件下,膜厚294．3 nm ,处理温度为400℃,只有单一锐钛矿晶型的TiO2薄膜,对304SS的阴极保护性能较好,腐蚀电位可由-130 mV降到-319 mV。     

Synthesis and Bio-activities of Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)(PEDOT)/Poly(styrene sulfonate)(PSS)/Gelatin Layer on Indium Tin Oxide(ITO)-coated Glass

Poly(3, 4-ethylenedioxythiophene)(PEDOT), together with its dopes, such as poly(styrene sulfonate)(PSS), has been acknowledged to have a wide range of biomedical applications as an important conducting polymer. In this study, gelatin can be polymerized into PEDOT/PSS polymers on indium tin oxide(ITO)-coated glass. PEDOT/PSS/gelatin layer on ITO-coated glass significantly decreases electrochemical impedance spectroscopy(EIS) and increases charge delivery capacity relative to the gelatin layer and bare ITOcoated glass, comparable to the PEDOT/PSS layer on ITO-coated glass. PEDOT/PSS/gelatin layer on ITOcoated glass enhances pheochromocytoma(PC 12) cell affinity, possesses a high biocompatibility and promotes PC 12 cell growth by delivery of electrical stimulation. These results suggest that gelatin can be incorporated into the PEDOT/PSS polymers through electrochemical polymerization and the PEDOT/PSS/gelatin layer on ITO-coated glass possesses high electrochemical and biological activities.     

聚（3，4-乙撑二氧噻吩）:聚苯乙烯磺酸阳极缓冲材料的改性研究

聚（3,4-乙撑二氧噻吩）:聚苯乙烯磺酸（PEDOT:PSS）是导电聚合物领域的明星分子,具备可见光透过率高、易低温溶液加工且廉价等优点,常作为标准阳极缓冲材料（ABM）广泛应用于叠层有机光电器件领域中。然而,随着半导体材料和器件结构的飞速发展,对ABM提出了更高要求,当前PEDOT:PSS的性质参数无法很好满足新一代有机光电器件的需要（如电导率较低、功函数较小、酸性较强和亲水性较强等）,成为制约有机光电器件性能提升的重要瓶颈。改变导电聚合物的结构可有效优化其性质参数、大幅提升有机光电器件性能,备受关注。本文首先详细阐述PEDOT:PSS的结构特征（包括溶液和固体两种状态的结构特征）,揭示PEDOT:PSS的结构与性质的关系,然后综述外加剂和新型掺杂剂（PSS替代物）改变PEDOT导电聚合物结构和性质的改性研究进展,最后展望PEDOT:PSS ABM领域的改性研究发展趋势。     

TiO_2薄膜的亲水性及光催化自清洁效果

以溶胶-凝胶法为基础,在普通玻璃表面制备了具有纳米尺寸气孔、纳米及微米尺寸复合气孔结构的TiO2薄膜或TiO2/SiO2复合薄膜,并考察了它们的亲水性能及表面经空气中灰尘污染后,其超亲水性能在紫外光照射下的恢复能力。所有纯TiO2薄膜于制备后测试的表面水接触角均达到0°。SiO2的掺杂量较小（10%）时,SiO2的掺入增大了薄膜的水接触角,但随着SiO2掺杂量的增大,接触角减小,可达到超亲水效果。表面污染的薄膜经紫外光照射后,其超亲水性的光致恢复能力基本不受前驱体溶胶的陈化时间、SiO2掺杂浓度、表面形态的影响,但与薄膜的光催化活性有关。4层以上的薄膜或带有SiO2中间隔离层的薄膜由于可以抑制玻璃基底中Na＋扩散至薄膜表面,光催化降解灰尘污染物的能力较高,紫外光照射后均能恢复其超亲水性能。     

液位沉降法制备ITO薄膜及其光电性能研究

采用自制的液位沉降制备薄膜装置在普通玻璃衬底上沉积了ITO薄膜,并对实验条件进行正交设计以考察制备ITO薄膜的最优条件。结果表明,采用液位沉降法成功地制备出ITO薄膜。该装置结构简单、操作方便。影响ITO薄膜光电性能的主要因素是镀膜层数,在进行的实验中,制备ITO薄膜的优化条件为:注射回抽速度为2.5cm/min,膜层数为20层,装置倾斜角度为30°,在300℃下预处理5min,500℃下退火处理2h,得到的薄膜的透光率为88.3%,方块电阻为970Ω/□。     

组分对PI/TiO_2纳米复合薄膜电学性能的影响

采用原位聚合法制备聚酰亚胺/二氧化钛(PI/TiO2)纳米复合薄膜.利用扫描电镜、X射线衍射仪对复合薄膜进行表征及结构分析,研究无机组分对复合薄膜电学性能的影响.结果表明,TiO2颗粒与PI基体相容性好、分布较均匀.随着无机组分的增加(0~7%),复合薄膜的击穿场强先升高后降低,在1%组分处达到最大值240 kV/mm;复合薄膜的耐电晕寿命持续增加;介电常数先降低后升高,在3%组分处达到最小值3.11,在7%组分处为3.49;电导率与介电损耗随组分变化不大,在102Hz频率下,薄膜电导率均小于6.0×1013S/cm;聚酰亚胺/二氧化钛纳米复合薄膜具有良好的介电性能与热稳定性.     

前驱体浓度对纳米TiO2薄膜生长及光激发特性的影响

以Ti（SO4）2为原料,无水碳酸钠（Na2CO3）为添加剂,采用水热合成法在钛合金基底上成功制备了锐钛矿相的纳米TiO2薄膜。利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）等测试手段系统的研究了前驱体浓度对纳米TiO2薄膜生长特性、结晶特性和相组成的影响规律;利用光致激发光谱（PL）研究了所制备TiO2薄膜的光激发特性,并通过微观机制对其影响规律进行了理论解释。