由于能源資源緊缺,電致變色智能窗這類(lèi)建筑節(jié)能材料成為研究人員關(guān)注的焦點(diǎn)。電致變色材料是指在外加電壓下,光學(xué)性能如透過(guò)率、吸收率、反射率、顏色等發(fā)生變化的材料。傳統(tǒng)電致變色材料僅考慮對(duì)可見(jiàn)光波段的遮、透光,顏色變化,響應(yīng)時(shí)間以及循環(huán)次數(shù)等性能的研究。新型智能窗為更充分的利用太陽(yáng)光的能量要求材料在可見(jiàn)-近紅外雙波段光學(xué)性能可調(diào),實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)光光和熱的獨(dú)立調(diào)控,從而適用于我國(guó)不同地理區(qū)域,滿(mǎn)足節(jié)能需求。聚苯胺是常見(jiàn)的電致變色材料,經(jīng)質(zhì)子酸摻雜后的聚苯胺具有顏色變化豐富、響應(yīng)時(shí)間快等優(yōu)點(diǎn)。但聚苯胺禁帶寬度較寬,限制了其在近紅外波段光學(xué)性能的變化。本文將金納米粒子與聚苯胺復(fù)合,拓寬了聚苯胺電致變色過(guò)程中禁帶寬度的變化范圍,成功制備了可獨(dú)立調(diào)控可見(jiàn)-近紅外光譜性能的Au/PANI復(fù)合材料。首先,采用電沉積方法制備不同沉積條件的聚苯胺薄膜。研究發(fā)現(xiàn),聚合時(shí)間為500s,聚合電流為0.2mA的聚苯胺對(duì)可見(jiàn)-近紅外透過(guò)率調(diào)控范圍最大,當(dāng)施加不同電壓使薄膜處于不同氧化還原狀態(tài)時(shí),其在540nm及1500nm處的透過(guò)率變化范圍為39%及31.1%。其次,采用溶液法合成金納米粒子,并通過(guò)滴涂法將其與聚苯胺進(jìn)行復(fù)... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：80 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

太陽(yáng)輻射分布

能窗的理想光學(xué)模式調(diào)控：(a) 全太陽(yáng)光波段透過(guò)；(b) 近紅外波段(c)可見(jiàn)波段不透過(guò)；(d) 全太陽(yáng)光波段不透過(guò)躍遷理論[10, 11]認(rèn)為電致變色過(guò)程是由電子能級(jí)躍遷決定的，是否具有吸收與導(dǎo)帶、價(jià)帶間的帶隙有關(guān)。這種新型智能窗波段及近紅外波段透過(guò)率的獨(dú)立調(diào)控，是因?yàn)檫@種智能窗大不同的材料具有不同的帶隙寬度，因此選擇帶隙在1.55-2.7e吸收的電致變色材料和帶隙在0.5-1.55eV之間對(duì)近紅外波段色材料復(fù)合，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)可見(jiàn)及近紅外波段的獨(dú)立調(diào)控，從模式之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。胺是一種常見(jiàn)的有機(jī)電致變色材料，由于其具有色彩豐富、點(diǎn)，常被應(yīng)用在智能窗、汽車(chē)后視鏡、電致變色顯示器、傳儲(chǔ)器等多個(gè)領(lǐng)域[12]。其制備方法簡(jiǎn)單，可以通過(guò)化學(xué)法或電在引發(fā)劑或電勢(shì)的作用下聚合得到。當(dāng)在酸性溶液中對(duì)聚苯還原電位時(shí)，聚苯胺的分子結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生由苯環(huán)向醌環(huán)的可逆薄膜會(huì)呈現(xiàn)出淺黃色、綠色、藍(lán)色等顏色。雖然聚苯胺薄膜

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文對(duì)該材料施加+2.3V 電壓時(shí)，薄膜在可見(jiàn)光波段透過(guò)率為 73%，近紅外波段透過(guò)率為 36%，太陽(yáng)光總透過(guò)率為 54%，此時(shí)薄膜在可見(jiàn)波段的透過(guò)率較高，近紅外波段透過(guò)率較低，光可透過(guò)，但能量有 46%被損失，為“Cool”模式。對(duì)該材料施加+1.5V 電壓時(shí)，薄膜在可見(jiàn)光波段透過(guò)率為 22%，近紅外波段透過(guò)率為 7%，太陽(yáng)光總透過(guò)率為 14%，此時(shí)薄膜在可見(jiàn)及近紅外波段透過(guò)率均較低，為“Dark”模式。該復(fù)合材料實(shí)現(xiàn)了“Dark”、“Cool”、“Bright”三種光學(xué)模式的可逆轉(zhuǎn)換，其循環(huán)次數(shù)至少可達(dá) 2000 次。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]電致變色機(jī)理的研究現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 牛微,畢孝國(guó),孫旭東.  材料導(dǎo)報(bào). 2011(03)

博士論文
[1]二氧化鈰光催化劑的合成改性及其機(jī)理研究[D]. 袁賽賽.揚(yáng)州大學(xué) 2018
[2]基于聚苯胺的兼容型紅外電致變色器件研究[D]. 李華.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2013
[3]光波在金屬基薄膜中的傳輸特性及應(yīng)用研究[D]. 周薇溪.復(fù)旦大學(xué) 2011

碩士論文
[1]可見(jiàn)波段太陽(yáng)光譜儀的光譜與輻射定標(biāo)研究[D]. 孫德貝.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所) 2018
[2]用于電致變發(fā)射率器件工作電極的聚苯胺薄膜修飾電極的制備及性能研究[D]. 信聰.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2007



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