發(fā)布時間：2020-06-03 14:42

【摘要】：當今世界面臨著日益嚴重的環(huán)境污染和能源短缺問題,嚴重影響著社會的可持續(xù)發(fā)展,減少環(huán)境污染和降低能源消耗成為當今社會的首要任務,節(jié)能環(huán)保型材料應運而生,電致變色材料作為一種節(jié)能環(huán)保材料已成功應用在“智能窗”、防眩后視鏡、顯示器的各個領域,其應用前景和價值無限廣闊。普魯士藍類似物作為一種無機電致變色材料,具有來源廣、循環(huán)穩(wěn)定性好、色彩變化豐富等特點,近年來被廣泛研究。本文通過共沉淀法制備不同種類的普魯士藍類似物粉體,旋涂法制備了不同種類的普魯士藍類似物薄膜,此種方法操作簡單,成本低。采用溶劑熱法制備了不同形貌氧化鎢薄膜。本實驗制備了鐵氰化鎳/不同有機聚合物薄膜、鐵氰化鈷/PEODOT:PSS薄膜,網狀結構和花狀結構的氧化物薄膜。采用XRD、SEM等對制備的普魯士藍類似物和氧化鎢薄膜進行成分分析和形貌表征。將薄膜組裝成電致變色器件,制得鐵氰化鎳電致變色器件、鐵氰化鈷電致變色器件、氧化鎢和鐵氰化鎳的互補型器件,測試各器件的電致變色性能,并進行比較。(1)利用鐵氰化鉀和乙酸鎳共沉淀制得了顆粒尺寸約50-60 nm左右的鐵氰化鎳粉體,為了得到更均勻牢固的薄膜,在旋涂液中加入PEDOT:PSS或PVP,研究了不同聚合物對成膜均勻性及其電致變色性能的影響。將制備的薄膜組裝成器件,測試了器件透過率和響應時間等電致變色性能。在400 nm波長時,基于鐵氰化鎳PEDOT:PSS復合材料薄膜和基于鐵氰化鎳PVP復合材料薄膜兩種器件的調制幅度達到最大值,分別為15%和12%,前者的著色時間和褪色時間分別為4 s和21 s;后者的著色時間和褪色時間分別為51 s和36 s。(2)利用鐵氰化鉀和乙酸鈷共沉淀合成了鐵氰化鈷粉體,與鐵氰化鎳相似,其顆粒大小約50-60 nm。采用旋涂法在ITO透明導電玻璃上制備了鐵氰化鈷/PEDOT:PSS薄膜,并組裝成器件,基于鐵氰化鈷/PEDOT:PSS薄膜的器件透過率光譜,在470 nm波長時,調制幅度達到最大值為10%�；阼F氰化鈷/PEDOT:PSS薄膜的電致變色器件變綠和變紅的響應時間分別為4.3 s和3 s,變化時間非常短。(3)利用溶劑熱,通過改變溶劑制備了納米網狀結構和納米花狀結構的氧化物薄膜,乙醇作為溶劑制備了厚度約為400 nm納米網狀結構氧化鎢薄膜,四氫呋喃和乙醇作為溶劑時,制備了厚度約為754 nm的納米花狀結構氧化鎢薄膜,通過旋涂法在FTO導電玻璃上制備了厚度約3.19μm,顆粒大小約50-60 nm的鐵氰化鎳/PEDOT:PSS薄膜。將花狀結構氧化鎢薄膜分別組裝成氧化鎢電致變色器件和互補型器件,兩種器件均在750 nm處透過率調制幅度達到最大值,氧化鎢器件的透過率變化幅度約為40%,互補型器件的透過率變化幅度約為35%。納米花狀結構的氧化鎢器件的褪色時間為20.5 s,著色時間為87.9 s,納米花狀結構的氧化鎢薄膜和鐵氰化鎳/PEDOT:PSS薄膜組成的互補型器件的褪色響應時間為22 s,著色時間為65 s。
【圖文】：

過渡金屬氧化物中的過渡金屬離子由于其能量不穩(wěn)定，在外界條件作用下(施加電壓)經常發(fā)生電子的遷移，從而引起化合價的變化，從而導致過渡金屬氧化物外觀上表現出顏色的明顯變化如圖1-1所示。由于過渡金屬氧化物種類繁多，因而在施加電壓時，其外觀表現也多種多樣，有的金屬氧化物在施加正電壓其顏色明顯加深，呈現著色狀態(tài)，而施加負電壓時，其顏色變淺，呈現褪色狀態(tài)，這類金屬氧化物屬于陽極電致變色材料如氧化鎳、氧化鈷等。有的金屬氧化物則正好相反，當施加負電壓時其顏色顯著加深，呈著色狀態(tài)，而施加負電壓后，其顏色變淺呈現褪色狀態(tài)，這類金屬氧化物屬于陰極電致變色材料如氧化鎢、氧化鉬等。圖 1-1 陽極和陰極變色過渡金屬氧化物在元素周期表中的示意圖Fig.1-1 Anodic and cathodic coloration metal oxide films in the Periodic Table of theelements（1）氧化鎢氧化鎢是電致變色歷史上被研究次數最多的一種電致變色材料。自 1969 年，無定型的 WO3被發(fā)現具備電致變色現象以來，至今已有近 50 年的發(fā)展歷史

藝發(fā)現氧化鎳薄膜在 300℃退火處理后具備優(yōu)異的電致達到 40.1%，著色和褪色時間短分別為 5.4s 和 3.6s，，高。具有低成本，來源豐富且環(huán)保等諸多優(yōu)點，深受生產電致國浙江的上方有限公司就將氧化鎳電致變色玻璃投入生于節(jié)能建筑中去。士藍及其類似物藍當初是作為一種染料被發(fā)現的，早在 19 世紀 70 年代廣泛應用在德國軍服上。隨著科研工作者的努力，普魯士才逐漸被發(fā)現，目前普魯士藍在二次電池[55]，生物傳感電子舌[58]，電致變色器件[59]等領域具有很高的研究和應特殊的分子結構[60]，使其成為一種優(yōu)秀的電致變色材料溶性的普魯士藍和可溶性的普魯士藍。其分別對應兩種士 藍 分 子 式 為 FeIII4[FeII(CN)6]3，可 溶 性 的 普 魯 士 )6。其分子結構如下圖所示：
【學位授予單位】：青島科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TB34

【參考文獻】

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7 朱泉\

本文編號：2694974