磷钨酸盐/中性红复合膜的制备及电致变色性能研究

采用层接层自组装技术,将(NH_4)_(14)NaP_5W_(30)O_(110)·31H_2O和中性红(Neutral red,NR)组装成复合膜材料.利用紫外-可见吸收光谱和循环伏安扫描等手段对复合膜材料进行了表征,使用电化学工作站和紫外-可见吸收光谱联机技术对复合材料的电致变色性能进行了研究.结果说明:该复合膜实现了由淡红色、浅蓝色到蓝紫色的颜色调变,其光对比度为32.4%,着色效率为79.8cm~2/C,着色与褪色时间分别为4.3和4.2s;(NH_4)_(14)NaP_5W_(30)O_(110)·31H_2O和中性红复合膜材料具有良好的电致变色性能.     

多金属氧酸盐/甲基橙复合膜的制备及电致变色性能研究

采用层接层自组装技术,将多金属氧酸盐K6P2W18O62(多酸P2W18)和小分子物质甲基橙(Methyl Orange,MO)组装成复合膜材料.利用紫外-可见吸收光谱和扫描电子显微镜(SEM)、循环伏安扫描等手段对复合膜材料的形貌和电化学性能进行了表征和研究,使用电化学和UV-vis联机技术研究了复合材料的电致变色性能.结果表明:该复合膜呈现出淡黄色、浅蓝色到深蓝色的颜色调变,其光反差可达30.9%,着色效率高达53.4cm2/C,着色与褪色时间分别为2.4和3.1s;多酸和甲基橙复合膜材料具有良好的电致变色性能.     

P2W17V-WO3纳米粒子复合膜的制备与电致变色性能

为了提高WO₃薄膜的电致变色性能,采用层接层自组装技术构筑了基于钒钨酸盐多阴离子[P₂W₁₇VO₆₂]^7-和WO₃纳米粒子的电致变色复合膜P₂W₁₇V-WO₃.利用扫描电子显微镜、原子力显微镜和X射线光电子能谱对复合膜进行表面形貌和元素组成及价态的表征,并通过紫外-可见吸收光谱和电化学联机的方法对复合膜进行膜增长的监测和电致变色性质的研究.结果表明：复合膜P₂W₁₇V-WO₃的光反差达到23.93%,着色褪色时间分别为3.03和10.12 s,着色效率为111.23 cm²/C,均优于已报道的WO₃薄膜材料,且经过600次循环后该复合膜损失率仅为6.9%,稳定性良好.     

电沉积聚苯胺薄膜在离子液体BmimPF6中的电致变色响应及电致变色器件研究

通过使用电化学循环伏安法分别在十二烷基苯磺酸和HNO3中电沉积制备了聚苯胺(PANI)电致变色薄膜.使用Raman、FE-SEM和电化学原位紫外可见吸收光谱对所制备的聚苯胺电致变色薄膜进行测定表征,结果显示两种质子酸中获得的聚苯胺形貌存在显著的差异,且对其在离子液体Bmim PF6中的电致变色性能产生影响.实验结果显示在十二烷基苯磺酸微乳液中沉积制得的聚苯胺电致变色薄膜在Bmim PF6中具有良好的电致变色响应.使用Bmim PF6为电解质,将所制得的聚苯胺电致变色薄膜电极与通过电化学沉积制得的三氧化钨(WO3)电极一起组装得到了电致变色器件.原位吸收光谱数据显示,所制得的电致变色器件,在-1.5~2 V的工作电压下,具有稳定的电致变色响应,其着色和褪色时间分别为4.0 s和5.0 s,着色效率达176 cm2·C-1(λ=600 nm).     

P3HT/MWNTs复合电致变色器件的制备及特性研究

通过在导电聚合物电致变色材料聚3-己基噻吩(P3HT)中添加少量多壁碳纳米管(MWNTs),制备了不同MWNTs含量的P3HT/MWNTs复合膜电致变色器件,并利用扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见光谱仪、四探针电导率测试仪等分析仪器对制备器件的电致变色膜层的显微结构、膜层电导率随MWNTs添加量的变化情况及电致变色特性进行了分析研究.结果发现:因少量MWNTs的添加,复合变色膜层的电导率可由1.2×10-2 S/cm提高到3.9S/cm,增加了近300倍.这对减少器件变色过程中的外加电压大小,提高器件颜色变化对比度,减小器件电致变色的响应时间,改善器件的使用寿命都是非常有利的.但研究也发现,过多MWNTs的添加,会导致复合电致变色膜层表面粗糙度增加,且过多的MWNTs也增加了变色层对可见光的吸收率,MWNTs添加量质量百分比不应超过膜层的2%.     

含咪唑类聚合物的电化学合成及电致变色

本实验通过电化学方法研究合成了一种不同的新型共轭聚合物PM1,相应的单体通过Still偶联反应合成了聚合物单体M1,合成得到的聚合物,具有多色电致变色现象,合成得到的电致变色材料亦被详细的表征.循环伏安法和紫外-可见光谱法被用来揭示聚合物膜的光电性能.     

单、双苄基取代紫精在低共熔溶剂中的电致变色行为

采用电化学原位紫外-可见光谱技术测定了双苄基取代紫精（DBV）和单苄基取代紫精（MBV）在氯化胆碱-乙二醇低共熔溶剂（DES）中的电致变色行为.结果表明：DBV和MBV分别呈现出无色/蓝色和无色/品红色的可逆电致变色响应.CIE色坐标分析显示：将DBV和MBV以1∶2（物质的量）比例进行混合,可在不同电压下获得从无色→蓝色→紫红色过渡的多彩电致变色响应.     

作用于全固态电致变色器件的钛酸锂薄膜的制备及性能研究

利用射频溅射法在室温下制备了可作为离子传导层的非晶态钛酸锂(LixTiyOz,LTO)薄膜,并利用XRD,SEM、紫外-可见分光光度计等,探究溅射功率对沉积薄膜微观结构和性能的影响.之后将其应用于电致变色器件,并以器件变色响应速度、变色均匀性、循环测试后的衰减程度等性能作为主要参数,探索最适合作为电致变色器件电解质层的LTO薄膜制备工艺.结果表明,当溅射功率为100W时,所制备的LTO薄膜为非晶态,表层均一致密,厚度约为165nm,光学平均透过率达70%以上.将其应用到电致变色器件中,器件着色、褪色时间可缩短到13,14秒,变色性能优异.     

MWNTs/PTH电致变色器件的制备及特性研究

利用滚筒印刷法,开展了MWNTs/PTH复合材料电致变色器件(ECD)的制备及特性研究实验.结果表明,少量多壁碳纳米管(MWNTs)的添加,可在聚噻吩(PTH)导电聚合物膜层结构中形成一系列一维的MWNTs导电通道,提高了MWNTs/PTH复合材料电致变色器件变色层的电导率,增强了PTH电致变色过程中氧化还原反应的电子转移强度.对比发现,在改变相同颜色及对比度条件下,MWNTs/PTH复合膜层ECD器件所需外加电压数值比未添加MWNTs的聚合物ECD器件有所减小,器件的变色响应时间也大大缩短.说明将高导电性的MWNTs材料与PTH导电聚合物进行复合可提高ECD器件的电致变色特性.     

一种基于罗丹明衍生物的力致变色力敏团

为了探测聚合物材料受力时的损伤和断裂机理,延长材料的使用寿命和耐久度,将一种基于罗丹明衍生物的力致变色力敏团共价连接到聚甲基丙烯酸甲酯(PMA)中,并通过溶液超声、固体压缩、紫外-可见吸收光谱和荧光光谱对其力致变色性能进行了表征.结果显示,含罗丹明力敏团的PMA受力后从无色转变为红色,其550nm处的紫外-可见吸收峰和567nm处的荧光发射峰强度均明显提升,这种转变可通过加热(70℃)恢复到初始状态,且能够多次重复.以上实验结果可通过外力诱导的罗丹明力敏团开环反应和加热导致的逆反应加以解释.结果表明合成的罗丹明力敏团是一类较为理想的损伤探测力敏团,可用于力响应材料的开发.     

退火气氛对Bi_2O_3薄膜电致变色性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了Bi_2O_3薄膜,分别在空气、氮气、氧气气氛中退火.用X射线衍射(X-ray diffraction, XRD)仪分析薄膜的物相结构;用扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM)观察薄膜的表面形貌;用紫外可见分光光度计(ultraviolet-visible spectroscopy, UV-Vis)以及电化学工作站测试薄膜的电致变色性能.结果表明:Bi_2O_3薄膜具有电致变色现象,表现为黑色与透明淡黄色之间的相互转换,其中氮气气氛退火的样品具有100%的化学计量比相及较高含量的δ相,颗粒尺寸分布范围较小,电致变色效率最高,约为21 cm~2/C.     

NiO电致变色薄膜的电化学制备和性能

以N,N-二甲基甲酰胺为溶剂、NiCl2为主盐、LiClO4为支持电解质、FTO导电玻璃为基体.采用恒电位电沉积的方法制备了电致变色性能良好的NiO薄膜.实验过程中对溶剂脱水方法、电沉积电压等实验条件进行了研究.探索在此体系中电沉积的最佳条件,制备出电致变色性能和附着性良好的NiO薄膜;通过×射线衍射仪、扫描电镜、高分辨透射电镜和能谱仪等仪器.对膜的成分、结构和厚度进行了分析;采用紫外可见分光光度计,对膜的透光性能进行了表征;通过循环伏安法和双电位阶跃法,对膜的电化学稳定性和响应时间进行研究.     

多金属氧酸盐/中性红纳米复合膜的制备、表征和应用

采用层接层自组装方法(LbL),将多金属氧酸盐H3PMo12O40·2H2O,(PMo12)和中性红(NR)制备成纳米复合膜PMo12/NR,并通过紫外可见光谱,红外光谱和X-射线光电子能谱对复合膜进行表征.研究表明:UV光处理前后的复合膜,紫外可见光谱和红外光谱没有发生显著的变化.红外光谱显示:在UV光处理后来形成M...     

Bi2O3电致变色薄膜的膜厚甄选

为了得到能够呈现出合理电致变色性能的Bi₂O₃薄膜,需要筛选其膜厚.通过磁控溅射法制备得到厚度为20～300 nm的Bi₂O₃薄膜,并利用UH4150紫外可见(ultravioletvisible,UV-Vis)分光光度计和CHI-660e电化学工作站测试薄膜的电致变色性能.采用扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)和X射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD)分别检测了薄膜的表面形貌和物相结构.对变色对比度(?T_{λ=550 nm})、电致变色效率(η)以及性能保留度(R_?T、R_η)的表现进行综合甄别,发现膜厚介于60～120 nm之间的Bi₂O₃薄膜的?T和η分别达到25%和10 cm²/C,并且具有较高的电致变色性能保留度(R_?T=20%、R_η=44.6%).这可能与...     

电致变色聚噻吩及其固态电致变色器件的制备

以2,2':5',2″-三噻吩(3T)作为单体,通过电化学聚合制备了聚噻吩,研究了聚噻吩薄膜的电致变色性能.研究发现,在液体电解质中,当施加外加电压时,聚噻吩薄膜的颜色能发生橙黄色和藏青色的可逆变化.利用聚噻吩作为电致变色活性层制备了固态电致变色器件ITO/聚噻吩/凝胶电解质/ITO,在施加外加电压时,固态电致变色器件也能发生橙黄色和藏青色的可逆变化.     

多金属氧酸盐/亚甲基蓝多层膜的制备及性质研究

我们采用层接层自组装技术将多金属氧酸盐H3PW12O40(PW12)和小分子有机染料亚甲基蓝(MB)组装成多层复合膜,并将此复合膜通过X射线光电子能谱、红外和循环伏安进行表征。紫外可见光谱表明,PW12与MB通过静电吸引,可以很好的自组装成均匀的多层膜,并且比较了复合膜与PW12/MB混合水溶液的区别。     

热处理温度对WO_3电致变色薄膜性能的影响

采用改进溶胶-凝胶法制备WO_3薄膜,研究不同热处理温度对WO_3薄膜的物相组成、表面形貌、电化学和光学性能的影响。用原子力显微镜(AFM)考察薄膜的表面形貌,用X线衍射(XRD)表征薄膜的物相组成,循环伏安法测试薄膜的电化学性能以及紫外-可见光分光光度计对薄膜的光学性能进行表征。结果表明:在热处理温度为200℃下得到的无定形WO_3薄膜具有较好的电致变色性能、较短的响应时间及较好的循环稳定性,电致变色循环可逆性为78.04%,薄膜着色、褪色态对比度在34%左右。     

电致变色智能窗的设计组装与性能评价

基于国内外最新研究文献系统论述了电致变色智能窗的设计、结构、性能评价,总结了智能窗中所使用的各层材料,展望了智能窗的发展及应用前景.指出具有双电致变色膜层的互补型结构智能窗不仅大大简化了制作工序,而且性能也优于传统五层型智能窗和无离子储存对电极层的四层型智能窗.智能窗中的2种关键组分是电致变色层和电解质层,色彩丰富易于成型加工的聚合物电致变色材料以及离子导电率较高、温度变化范围较宽的锂离子聚合物电解质材料是未来电致变色智能窗的首选材料.     

热蒸镀法制备WO_3薄膜及其电致变色性能

采用热蒸镀法在氟掺杂的锡氧化物(fluorine-doped tin oxide,FTO)导电玻璃衬底上沉积了一层WO3薄膜,运用X线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)等手段对样品进行表征,并运用紫外-可见光谱法表征了薄膜样品的电致变色性能.结果表明,该氧化钨薄膜在外加电压作用下,从褪色态(+0.9 V)到着色态(-2.0 V),颜色由淡蓝色变为不透明的深蓝色,光透过率(波长为632.8 nm)由~72%下降为~0%,光学调节幅度高达72%,光密度(optical density,OD)变化量达到3,着色/褪色响应速度分别为30/20 s,循环(-1.8 V/+0.8 V)30周期后变色性能保持良好,综合性能优于目前文献报道.由于该法制备的氧化钨薄膜电致变色综合性能突出,特别是光密度变化量大,在变色玻璃、智能窗户等环保节能领域将有广泛的应用前景.     

PW_(11)Fe/CS/CNTs/C复合膜电极的制备及在H_2O_2电化学传感器中的应用

以壳聚糖(CS)为吸附剂和成膜剂,Keggin型铁取代杂多阴离子PW_(11)O_(39)Fe(Ⅲ)(H_2O)~(4-)(PW_(11)Fe)为电催化剂,碳纳米管(CNTs)为导电助剂,集成吸附法和溶胶-凝胶法将PW_(11)Fe固载在石墨电极表面制备了PW_(11)Fe/CS/CNTs/C复合膜电极,并用电化学方法研究了该电极的电化学行为及其影响因素,同时研究了电极对H_2O_2还原的电催化活性及作为H_2O_2电化学传感器的可能性。实验结果表明,PW_(11)Fe/CS/CNTs/C复合膜电极具有PW_(11)Fe类似的电化学行为及对H_2O_2还原的电催化活性,用于H_2O_2的安培检测,电流响应灵敏度为0.30 mA·cm~(-2)·(μmol/L)~(-1),检出限为7.3μmol/L(S/N=3)。