【摘要】：目前電致變色材料被認(rèn)為是最有應(yīng)用前景的智能材料之一。電致變色是指材料的光學(xué)屬性(反射率、透過(guò)率、吸收率等)在外加電場(chǎng)的作用下發(fā)生穩(wěn)定、可逆的顏色變化的現(xiàn)象,在外觀上表現(xiàn)為顏色和透明度的可逆變化。電致變色材料可用于窗戶上以減少空調(diào)系統(tǒng)的熱負(fù)載,達(dá)到節(jié)能的作用。普魯士藍(lán)(PB)中的Fe~(3+)被還原的時(shí)候會(huì)生成普魯士白(PW),這是PB最常見(jiàn)的氧化還原過(guò)程。而當(dāng)PB中的Fe~(2+)部分被氧化成Fe~(3+)時(shí),則會(huì)生成綠色的物質(zhì),稱為普魯士綠(PG)。我們對(duì)PB薄膜的直接水熱生長(zhǎng)和自供電電致變色性能開(kāi)展了相關(guān)研究。研究了溫度對(duì)水熱生長(zhǎng)PB薄膜的影響,同時(shí)研究了抗壞血酸的加入對(duì)PB薄膜電致變色性能的影響。然后利用鋁是一種活潑金屬,很容易釋放出電子變?yōu)锳l~(3+)、被還原的PW容易被空氣中的氧氣氧化的特性,組裝成PB自供電電致變色器件并研究其性能。此外,通過(guò)水熱法直接在氟摻雜二氧化錫(FTO)透明導(dǎo)電玻璃上生長(zhǎng)出了PG薄膜并組裝成電致變色器件,研究了PG的合成機(jī)理并測(cè)試了由它們組裝的電致變色器件的性能。本論文主要得到以下研究結(jié)果:(1)通過(guò)加入抗壞血酸在150 ~oC直接水熱生長(zhǎng)出厚度約為300 nm的PB薄膜,其表面布滿了大量的微裂紋。PB薄膜組裝成的電致變色器件具有較快的著色和褪色響應(yīng)時(shí)間(著色時(shí)間為2.8 s,褪色時(shí)間為1.3 s)以及較高的光調(diào)制幅度(在700 nm處達(dá)到58.0%)和著色效率(52.4 cm~2·C~(-1)),展現(xiàn)出良好的電致變色性能。(2)利用鋁是一種活潑金屬,很容易釋放出電子變?yōu)锳l~(3+)、被還原的PW容易被空氣中的氧氣氧化的特性,用抗壞血酸和鐵氰化鉀作為反應(yīng)物,在透明導(dǎo)電玻璃上水熱生長(zhǎng)出了PB薄膜,用薄膜做成自供電電致變色器件。650 nm處器件的透過(guò)率達(dá)到51.0%,著色和褪色時(shí)間分別為2.0 s和0.6 s,放電容量為51.9 mA?h?g~(-1)。(3)通過(guò)水熱法在FTO透明導(dǎo)電玻璃上生長(zhǎng)出了PG薄膜并組裝成電致變色器件,薄膜的厚度大約是500 nm,PG薄膜組裝成的器件著色和褪色響應(yīng)時(shí)間分別為12.5 s和3.5 s,光調(diào)制幅度在730 nm處達(dá)到了40.0%,PG電致變色器件的著色效率為79.1cm~2·C~(-1),展現(xiàn)出良好的電致變色性能和優(yōu)良的循環(huán)穩(wěn)定性。其放電容量達(dá)到60.4mA?h?g~(-1),比普魯士藍(lán)的放電容量大。
【學(xué)位授予單位】：上海第二工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TB381;TN383.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2749900