本文關(guān)鍵詞：鈦酸鋰納米管負載氧化鎢在電致變色中的性能研究

  更多相關(guān)文章： 電致變色 氧化鎢 鈦酸鋰納米管 離子擴散 凝膠電解質(zhì)

【摘要】：電致變色玻璃作為新興智能玻璃己廣泛應(yīng)用于智能窗、大面積顯示器、防眩后視鏡和信息存儲等領(lǐng)域。氧化鎢(WO_3)因其具有出色的著色效率和良好的可逆性,成為目前研究最廣最深入的無機電致變色材料,但是仍然存在對比度差、響應(yīng)時間長的缺陷。通過改性可以改善W03的電致變色性能,改性手段主要是制備納米級多孔材料和摻雜復(fù)合。本論文引入鈦酸鋰納米管(Li-TNT s)載體,通過納米管的孔道結(jié)構(gòu)為鋰離子擴散和運輸提供便利通道,同時利用鈦酸鋰的鋰離子交換特性縮短鋰離子擴散距離,加深鋰離子嵌入深度,借此提高W03的電致變色性能。采用水熱法制備了二氧化鈦納米管(TiO_2-NTs)和鈦酸鈉納米管(Na-TNTs),并通過Na-TNTs進行離子交換得到L i-TNTs。TEM和XRD分析得出Li-TNTs的內(nèi)外徑分別為5 nm和8 nm,層間距為0.83 nm,與Na-TNTs相比,具有更大的內(nèi)徑以及更小的層間距,說明Li-TNTs具有更大的比表面積。通過浸漬法將W03顆粒分別負載到TiO_2-NTs和Li-TNTs上,元素分析結(jié)果顯示W(wǎng)/Ti比約為1/2,TEM和XRD結(jié)果顯示W(wǎng)O_3顆粒尺寸約為10 nm,且均勻的分布在納米管外側(cè)。以ITO導(dǎo)電玻璃為襯底,通過旋涂法分別制備WO_3/TiO_2-NTs和WO_3/Li-TNTs薄膜,SEM結(jié)果顯示薄膜厚度約為300 nm。對WO_3、WO_3/TiO_2-NTs和WO_3/Li-TNTs薄膜進行CV、光譜等測試,結(jié)果表明,WO_3/Li-TNTs薄膜具有更快的鋰離子擴散速率(6.1×10-10cm2/s)、更大的可見光透過率差(74.1%)和更快的著色/褪色時間(0.4/0.15 s),同時薄膜的循環(huán)穩(wěn)定性也較好,更適合作為電致變色材料。研究不同W含量對WO_3/Li-TNTs薄膜相關(guān)電致變色性能的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn),當(dāng)W/Ti比為1/2時,薄膜具有最佳的鋰離子擴散速率和可見光調(diào)制作用。當(dāng)W/Ti比低于1/2時,材料反應(yīng)不充分；高于1/2時,納米管表面WO_3顆粒過于擁擠,不利于離子擴散。實驗室組裝器件采用的是LiClO_4/PC液態(tài)電解質(zhì),雖然其具有良好的離子電導(dǎo)率,但容易產(chǎn)生氣泡且容易漏液。為了走向市場化,有必要采用固態(tài)電解質(zhì)進行封裝。本文制備了ET-PC/EC-PMMA-LiClO_4凝膠電解質(zhì)體系,初步探究了PMMA含量和LiC1O_4濃度對體系離子電導(dǎo)率的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn),當(dāng)PMMA含量為20～25%,LiClO_4濃度為1 mol/L時,體系具有最佳的黏度和離子電導(dǎo)率,更適合用于組裝電致變色器件。
【關(guān)鍵詞】：電致變色 氧化鎢 鈦酸鋰納米管 離子擴散 凝膠電解質(zhì)
【學(xué)位授予單位】：海南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ131.11
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 前言8-9
• 2 文獻綜述9-24
• 2.1 電致變色簡介9
• 2.2 電致變色材料9-14
• 2.2.1 有機電致變色材料9-12
• 2.2.2 無機電致變色材料12-14
• 2.3 電致變色器件14-18
• 2.3.1 電致變色器件的結(jié)構(gòu)14-15
• 2.3.2 電致變色器件的應(yīng)用15-18
• 2.4 三氧化鎢電致變色材料研究進展18-23
• 2.4.1 三氧化鎢的結(jié)構(gòu)特點18-19
• 2.4.2 三氧化鎢電致變色薄膜的制備方法19-21
• 2.4.3 氧化鎢電致變色材料的改進21-23
• 2.5 本論文的立題依據(jù)和研究內(nèi)容23-24
• 3 實驗材料與方法24-28
• 3.1 實驗原料24-25
• 3.2 實驗儀器25-26
• 3.3 材料的微觀結(jié)構(gòu)與成分分析26
• 3.3.1 掃描電鏡分析(SEM)26
• 3.3.2 透射電鏡分析(TEM)26
• 3.3.3 X射線衍射技術(shù)(XRD)26
• 3.4 材料的性能測試26-28
• 3.4.1 薄膜的循環(huán)伏安性能測試26-27
• 3.4.2 薄膜的響應(yīng)時間測試27
• 3.4.3 器件的透過率測試27-28
• 4 電致變色薄膜的制備及其性能研究28-43
• 4.1 薄膜的制備28-30
• 4.1.1 基片的清洗28
• 4.1.2 WO_3薄膜的制備28
• 4.1.3 TiO_2納米管負載WO_3薄膜的制備(WO_3/TiO_2-NTs)28-29
• 4.1.4 鈦酸鋰納米管負載WO_3薄膜的制備(WO_3/Li-TNTs)29-30
• 4.2 電致變色器件組裝30
• 4.3 材料的形貌與結(jié)構(gòu)表征30-34
• 4.3.1 掃描電鏡分析(SEM)30-31
• 4.3.2 透射電鏡分析(TEM)31-33
• 4.3.3 元素分析33
• 4.3.4 X射線衍射分析(XRD)33-34
• 4.4 材料的電致變色性能測試34-40
• 4.4.1 循環(huán)伏安測試(CV)34-37
• 4.4.2 透過性測試37-39
• 4.4.3 響應(yīng)時間測試39-40
• 4.5 不同W/Ti比對薄膜電致變色性能的影響40-42
• 4.5.1 不同W/Ti比對薄膜鋰離子擴散速率的影響40-41
• 4.5.2 不同W/Ti比對薄膜可見光透過率差的影響41-42
• 4.6 本章小結(jié)42-43
• 5 固態(tài)離子導(dǎo)電層的性能研究43-46
• 5.1 實驗內(nèi)容43
• 5.2 PMMA含量對體系離子電導(dǎo)率的影響43-44
• 5.3 LiClO_4濃度對體系離子電導(dǎo)率的影響44-45
• 5.4 本章小結(jié)45-46
• 6 結(jié)論與展望46-48
• 6.1 結(jié)論46-47
• 6.2 展望47-48
• 參考文獻48-53
• 碩士期間發(fā)表的論文53-54
• 致謝54

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳怡;徐征;孫金禮;鄧恒濤;陳海濤;趙謖玲;;大面積智能電致變色玻璃的產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀及未來[J];功能材料;2013年17期

2 余勇;劉士軍;李潔;陳啟元;;氧化鎢介孔材料的制備與表征[J];物理化學(xué)學(xué)報;2009年09期

3 臘明;劉平;鄧文基;;有機噻吩類衍生物作為電致變色材料[J];化學(xué)進展;2009年06期

4 姚妍;馬立群;丁毅;王琳瑛;楊猛;;sol-gel法制備WO_3電致變色薄膜的工藝研究[J];電子元件與材料;2009年06期

5 高玲;尚福亮;楊海濤;韓海濤;;溶膠-凝膠-熱解法制備介孔WO_3薄膜及其電致變色性能研究[J];功能材料;2007年01期

6 袁嘉國,章俞之,樂軍,宋力昕,胡行方;介孔氧化鎢電色薄膜的制備與性能研究[J];化學(xué)學(xué)報;2005年20期

7 李筱琳,任豪;不同膜厚的NiO薄膜電致變色特性的研究[J];光電子技術(shù);2003年03期

8 王海紅,趙崇軍,嚴曼明,江志裕;氧化銠變色薄膜的制備及其電變色研究[J];化學(xué)學(xué)報;2002年07期

9 徐敏華,蘇連永,肖忠黨,陸祖宏,韋鈺;電沉積三氧化鎢薄膜電致變色及其光電化學(xué)性能[J];電子元件與材料;1998年01期

10 殷順湖,徐鍵,洪樟連,王民權(quán);靈巧窗電致變色復(fù)合薄膜材料、器件及應(yīng)用[J];材料導(dǎo)報;1995年06期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 陳蔚;聚苯胺類/PSSA-PVA復(fù)合物制備及電致變色性能研究[D];西南大學(xué);2008年

，

本文編號：727249