对电极涂覆AgN Ws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...     

聚3,4-二辛氧基噻吩的制备及电致变色性能研究

采用亲核取代和醚交换反应合成了双烷氧基取代噻吩,并由电化学氧化聚合方法制备了能溶于一般有机溶剂的共轭聚合物——聚3,4-二辛氧基噻吩。用红外光谱、核磁共振氢谱、紫外可见光谱、循环伏安法、光谱电化学法等测试手段和方法研究了聚合物的电化学氧化还原性能和电致变色性能。结果表明：所得聚合物薄膜具有稳定可逆的氧化还原性能和电致变色性能;其氧化还原电位在630～900mV之间,其还原态可见光谱在450～650nm之间出现三重峰特征;聚合物薄膜还原态呈透明紫色,氧化态呈浅蓝色,600nm处最大对比度为18.1％。     

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。     

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。     

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.     

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。     

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.     

电致变色材料的研究与应用进展

随着电化学器件的发展,人们对"可视化"器件有了一定的要求,从而电致变色逐渐进入研究人员的视野.电致变色是指在施加一定电压的条件下,可逆地改变材料的光学性质(如透过、吸收和反射等).本文主要介绍了电致变色方向的发展历史,对电致变色材料的分类、制备方法、影响因素以及目前多功能的应用方向做出总结与分析.结合本课题组的研究工作,重点对复合型电致变色材料进行分类与对比,阐述其对电致变色性能的影响以及潜在的应用前景.最后,对电致变色材料未来的发展进行了展望.     

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.     

四氯化钛处理对染料敏化太阳能电池性能的影响及光电致变色器件的构建

通过将不同浓度的四氯化钛溶液水解,在二氧化钛多孔膜上形成致密的阻挡层薄膜,抑制光生电子与电解液中I_3~-的复合,提高了染料敏化太阳能电池的光电转换效率;将优化后的太阳能电池经外电路与基于普鲁士蓝的电致变色器件连接,构建光电致变色器件。结果表明,经0.1 mol/L四氯化钛溶液处理的二氧化钛光阳极的太阳能电池的光电转换效率为4.42%。将该条件下的太阳能电池构建于光电致变色器件中,太阳能电池产生的电压可驱动电致变色器件变色,变色前后器件在700 nm波长处的透过率调制幅度可达52.77%。     

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.     

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。     

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．     

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．     

不同热处理工艺制备WO3电致变色薄膜及性能研究

采用溶胶凝胶-钨粉过氧化法制备了氧化钨电致变色薄膜,并对其进行了不同温度的热处理,通过对电致变色原理的分析,研究讨论了不同热处理工艺对氧化钨薄膜微观形貌和电致变色性能的影响.采用X射线衍射、扫描电子显微镜、紫外-可见分光光度计、电化学工作站对薄膜的微观结构、离子储存、离子扩散速率和光谱调制能力进行了表征和分析.结果表明：适当的热处理温度可以形成较低缺陷的非晶薄膜,此时薄膜具有优越的离子储存和扩散能力,从而具有较大的可见光调节范围;热处理温度为300,℃时,薄膜表现出较好的电致变色性能.     

不同热处理工艺制备WO_3电致变色薄膜及性能研究

采用溶胶凝胶-钨粉过氧化法制备了氧化钨电致变色薄膜,并对其进行了不同温度的热处理,通过对电致变色原理的分析,研究讨论了不同热处理工艺对氧化钨薄膜微观形貌和电致变色性能的影响.采用X射线衍射、扫描电子显微镜、紫外-可见分光光度计、电化学工作站对薄膜的微观结构、离子储存、离子扩散速率和光谱调制能力进行了表征和分析.结果表明:适当的热处理温度可以形成较低缺陷的非晶薄膜,此时薄膜具有优越的离子储存和扩散能力,从而具有较大的可见光调节范围;热处理温度为300,℃时,薄膜表现出较好的电致变色性能.     

聚苯胺导电膜电致变色机理研究

采用乙腈(高氯酸水溶液电解体系,其pH=1及0.5~0.6 V恒电位电解聚合,得到了均匀、绿色、有光泽、导电率为10-1s·cm1的聚苯胺导电膜。研究了掺杂剂、苯胺浓度、pH值和电解电位等对膜的导电率、成膜质量及电致变色反应的影响。采用循环伏安方法研究了显色反应机理,并确定HClO4为最佳掺杂剂。当施加-0.2~0.8 V电压时,实现了黄-绿-蓝色的可逆电致变色反应。     

PEDT导电聚合物气敏特性研究

采用化学聚合法制备了导电聚合物3,4-乙烯二氧噻吩膜,利用扫描电子显微镜和傅里叶变换红外光谱法对薄膜的光学成分及形貌进行了分析。采用叉指电极结构研制出了3,4-乙烯二氧噻吩薄膜气体传感器,研究了3,4-乙烯二氧噻吩薄膜气体传感器对有毒气体NO2和NH3的敏感特性以及其自身的温度特性。结果发现,3,4-乙烯二氧噻吩薄膜气体传感器对低浓度的NO2和NH3都具有很好的敏感特性。该文还对3,4-乙烯二氧噻吩薄膜对NO2和NH3两种气体的敏感机理进行了详细的讨论。     

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。