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.     

LiClO4有机高分子电解质的电致变色效应

研究了聚甲基丙烯酸甲酯为基的PC LiClO4有机高分子电解质薄膜的制备、特性及其在电致变色器件中的应用.采用溶胶-凝胶法制备有机高分子电解质,当LiClO4的浓度为1.5 mol/L时,电解质的电导率达到最大值2.0 mS/cm.将此样品作为离子传输层与NiOχ电致变色薄膜构成全固态电致变色器件,在紫外光辐照区域,光密度差大于1.66,在350～850 nm光区范围内,光密度差为0.83～1.66,在可见光区和近红外区都具有优良的变色性能.     

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.     

溶剂为碳酸甘油酯的电解液及凝胶电解质的电化学行为

先以甘油和碳酸二甲酯为原料合成碳酸甘油酯(GC), 再以GC为溶剂制备浓度为0.75 mol/L的高氯酸锂电解质溶液, 测得该电解液的电导率为3.34 mS/cm; 以该电解液为增塑剂, 聚丙烯腈 甲基丙烯酸甲酯(P(AN MMA))为高分子骨架制备凝胶电解质, 当V(增塑剂)∶V(聚合物)=0.75时, 凝胶电解质室温下的电导率为0.94 mS/cm. 将其用于结构为玻璃/FTO/WO₃/电解质/CeO₂TiO₂/FTO/玻璃的电致变色器件, 该器件在550 nm处的变色范围为20%, 变色效率为6.89 cm²/C.     

TiO2/P3HT复合太阳能电池的制备和性能研究

用简单易行的一步水热法在透明导电玻璃FTO上制备了直径、密度及取向可控的TiO2纳米阵列,FTO同时作为底电极,用旋涂法将有机P型聚合物P3HT复合到阵列表面,磁控溅射制备Pt电极,组装TiO2/P3HT有机无机复合太阳能电池.通过XRD、SEM、紫外-可见光谱仪、I-V/J-V特性曲线等表征TiO2阵列薄膜及器件的结构、形貌和光电特性.研究制备TiO2纳米阵列的水热时间及无水乙醇的量对薄膜质量及复合太阳能电池光电性能的影响.通过优化各项参数,FTO/TiO2/P3HT/Pt简单双层结构的光器件在AM1.5,光强100mW/cm2下开,路电压Voc达到0.50V,光电转换效率IPCE达到0.11%.     

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.     

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).     

不同溶剂溶解聚合物光伏特性的研究

采用聚3-己基噻吩（P3HT）溶于不同溶剂作为光敏层制备光伏器件,器件结构为：ITO/PEDOT：PSS/P3HT/Al.我们分析了聚3-己基噻吩（P3HT）溶于不同溶剂制成的光敏层薄膜,并对光敏层薄膜的形貌通过原子力显微镜（AFM）进行了表征.研究发现,P3HT溶于氯苯的薄膜形貌最优,光伏特性最好,短路电流、开路电压都比溶于氯仿和二甲苯的高.     

全薄膜电致变色器件glass/ITO/NiO_x/ZrO_2∶H/WO_3/ITO中单层膜的表征及器件的光学性能

采用磁控溅射法制备了glass/ITO/NiOx/ZrO2:H/WO3/ITO全薄膜电致变色器件,并对单层膜的结构及性能进行了研究.器件中NiOx、ZrO2:H和WO3各单层薄膜的SEM、XRD以及XPS的测试结果表明:NiOx薄膜表面颗粒之间有孔隙存在,这些空隙有利于H+的嵌入和脱出;而ZrO2:H薄膜和WO3薄膜的表面粗糙,颗粒度较小,这样的表面形貌有利于电致变色反应的发生.采用紫外-可见光分光光度计对器件的光学性能及循环寿命进行研究,器件经历60000次连续着褪色循环后,着色响应时间明显迟缓,褪色响应时间变化不显著,在可见光范围内的透过率调节范围仍可以达到57.9%,表明该器件具有良好的可见光调制性能和较长的循环寿命,初步达到了商业化应用的要求.     

喷涂制备聚合物太阳能电池阳极缓冲层中所用溶液浓度对器件性能影响机理

以在空气中结构稳定和电导率高等特点的PEDOT:PSS为样本,针对溶液浓度与喷涂薄膜成膜特性及在此基础上制备的P3HT:PCBM体异质结聚合物太阳能电池器件,进行了表征和分析.结果表明:器件的电流密度和效率随喷涂溶液浓度增大而提高的原因是喷涂溶液浓度的增加导致所制得薄膜的表面粗糙度增大,从而增大了与体异质结的接触面积,提高了载流子的传输和收集效率;在采用浓度为66.67%的PEDOT:PSS水溶液喷涂制备的缓冲层基础上制备的P3HT:PCBM体异质结聚合物太阳能电池,短路电流达到12.08mA/cm2.     

电致变色器件用聚合物凝胶电解质研究进展

电解质是电致变色器件的重要组成部分,为变色反应提供所必需的补偿离子,其性能直接影响器件的响应速率、光学对比度和使用寿命.聚合物凝艘电解质易加工封装且具有较高的离子电导率,因而被广泛用于电致变色器件中.综述了电致变色器件用聚合物凝胶电解质的研究进展,着重介绍了新型离子凝胶和聚离子凝胶电解质在电致变色器件中的应用、存在的问题及发展建议.     

电致变色器件用聚合物凝胶电解质研究进展

电解质是电致变色器件的重要组成部分,为变色反应提供所必需的补偿离子,其性能直接影响器件的响应速率、光学对比度和使用寿命.聚合物凝艘电解质易加工封装且具有较高的离子电导率,因而被广泛用于电致变色器件中.综述了电致变色器件用聚合物凝胶电解质的研究进展,着重介绍了新型离子凝胶和聚离子凝胶电解质在电致变色器件中的应用、存在的问题及发展建议.     

聚亚甲基蓝变色膜的制备及其变色性能研究

用电化学沉积方法制备了1种电致变色膜——聚亚甲基蓝膜,探索了制备该膜的最佳条件并测试了薄膜的电致变色性能.结果表明：在含有2.00×10^-3mol/L硼砂和0.1 mol/L NaNO3的磷酸盐缓冲溶液中（pH 11.00）,保持60℃恒温,在＋0.80 V处恒电位电解40 min,可以使亚甲基蓝单体在ITO导电玻璃上聚合成聚亚甲蓝膜; 在±0.8 V电位范围内,膜颜色可在蓝色和无色间可逆变化,在618 nm处的透过率之差（ΔT）可达60%,薄膜具有很快的电变色速度,着色效率（CE）为182.6 cm2/C.     

MWNTs/掺溴聚苯胺复合材料导电性能研究

用化学氧化法和溴蒸气掺杂合成掺溴聚苯胺,通过机械共混制备MWNTs/PANI和MWNTs/掺溴PANI复合材料.复合材料表现出良好的导电性能,电导率达5～10 S·m~(-1),接近纯MWNTs的电导率.采用红外光谱、热重分析、紫外可见光谱、X射线粉末衍射和X射线光电子能谱研究MWNTs/掺溴PANI复合材料的导电性能和导电机理.研究表明,MWNTs和被掺杂的掺溴PANI通过π-π和p-π共轭作用形成电子转移复合物,组成了一个个独立导电单元,在复合材料的导电体系中起主要作用,随着导电单元数量增加至相互接触,形成导电网络,复合材料的电导率达到最大值.     

掺氮WO_3电致变色薄膜及器件的制备与性能

文章在氧化铟锡(indium tin oxide,ITO)玻璃上用反应磁控溅射法制备了氮掺杂WO_3薄膜和TiO_2薄膜,并封装制成电致变色器件。用X-ray衍射仪、原子力显微镜、X射线光电子能谱仪对薄膜的结构、形貌、成分和结合键进行表征;采用直流稳压电源和分光光度计对器件的透光变色性能进行测试。结果表明:制备的掺氮WO_3薄膜为非晶态,其非晶衍射包的峰位随着含N量的增加而移动;随着WO_3薄膜中含N量的升高,表面粗糙度增大,器件在着色态透光率降低;掺氮WO_3薄膜中W、O分别以W~(6+)和O~(2-)存在,而N以中性价态、代换O位与W键合以及表面吸附3种状态存在。当掺氮量为2.80%时,电致变色器件调制幅度最大,适用于节能玻璃。     

碳纳米管添加剂对Lyocell纺丝原液流变行为及其纤维结构与性能的影响

制备了添加不同质量分数多壁碳纳米管(MWNTs)的Lyocell纺丝原液,对其流变性能进行了研究,并通过干湿法纺丝得到MWNTs填充的Loycell纤维,分别采用扫描电镜(SEM)和强度仪等对纤维的形态结构与力学性能进行了分析.研究结果表明,添加了MWNTs的纤维素/NMMO·H2O溶液属典型的切力变稀型流体.随着溶液中MWNTs添加量的增加,溶液粘度逐渐增大.在MNT质量分数达到1%时,体系粘度呈现出最大值,但随着MWNTs质量分数的进一步增加,体系的粘度又出现明显的下降趋势.对所制得的MWNTs/Lyocell复合纤维的SEM分析结果显示当MWNRs质量分数≤1%时,MWNTs在Lyocell基体中分布均匀;当MWNTs质量分数＞1%时,复合纤维中MWNTs开始发生团聚.对纤维的力学性能分析进一步表明添加适量的MWNTs可使Lyocell纤维的力学性能提高,其中,1% MWNTs质量分数的Lyocell纤维的初始模量和强度分别比未添加MWNTs的Lyocell增加32.9%和18.8%.     

甘氨酸燃烧合成多元掺杂YSZ电解质材料

为提高YSZ固体电解质材料的电性能,采用甘氨酸-硝酸盐液相燃烧法制备了Sc~(3 )(Dy~(3 ))和Yb~(3 )复合掺杂的YSZ材料.复合掺杂剂的加入使材料保持稳定的立方结构,且增大了样品晶格常数和氧空位迁移半径R值.试样电导率得到提高,1000℃电导率达0.15S/cm.显微结构分析表明,复合添加剂促进了ZrO_2晶粒的生长,晶粒间存在明显的第二相组分,限制了电导率的进一步提高.继续添加Al~(3 )、Ca~(2 )明显改善了晶界状况,晶界处较为洁净,但试样高温电导率略有降低.     

铝合金表面高耐磨自润滑硬质阳极氧化膜的制备

以硫酸、草酸、氨基磺酸为基础电解液,分别添加0,5,15和25mL/L的PTFE乳液,在2024铝合金表面制备了PTFE复合硬质Al2O3氧化膜.利用扫描电镜、硬度计和摩擦磨损试验机等手段,对制备氧化膜的组织结构与性能及其复合机理进行了研究.结果表明:随着PTFE添加量的增加,氧化膜的厚度由没有添加PTFE样品的42μm增加到了51μm;硬度呈现先增加后降低的趋势,硬度最高为417HV.当PTFE乳液的添加量为25mL/L时,磨损时的失重量为7mg,是没有添加PTFE颗粒样品的三分之一.磨损时复合在氧化膜中的PTFE与对摩擦件接触时可形成润滑膜层,在保持高硬度的同时降低了摩擦系数,提高了膜的耐磨和自润滑性能.     

复合光催化剂MWNTs/TiO_2制备条件优化研究

目的研究煅烧时间、煅烧温度、聚苯乙烯磺酸钠(PSS)投加量、溶胶体系pH值、载体投加量等因素分别对复合光催化剂多壁碳纳米管/二氧化钛(MWNTs/TiO_2)光催化性能的影响,以及多因素共同作用下复合光催化剂MWNTs/TiO_2的最优化制备条件,同时考察最优化复合光催化剂对氧乐果的降解效率.方法以异丙醇和钛酸四丁酯为原料,经溶胶-凝胶制备MWNTs/TiO_2复合纳米光催化剂,通过控制煅烧时间、煅烧温度、PSS投加量、溶胶体系pH值、载体投加量等制备条件进行正交实验确定最优化制备条件,同时采用表面形貌分析、X射线光谱仪(EDX)等方法对催化剂进行表征;用优化制备的MWNTs/TiO_2光催化降解氧乐果,确定其降解效率.结果马弗炉600℃煅烧5.5 h,投加PSS 3 g/L,所投加MWNTs质量与投加纳米TiO_2质量之比为1.25%,控制溶胶体系pH值为4是最优化制备条件;优化制备的光催化剂MWNTs/TiO_2反应3 h,氧乐果的降解率为40.56%.结论优化后的MWNTs/TiO_2对氧乐果农药废水具有更好的降解效果.     

聚3-己基噻吩聚合物薄膜晶体管的稳定性

为提高聚合物薄膜晶体管的稳定性,以单晶硅为衬底,二氧化硅为栅介质层,聚3-己基噻吩(P3HT)薄膜为半导体活性层,金属Au为源、漏电极,制备出聚合物薄膜晶体管(PTFT),对该器件的电特性进行了表征,研究了该器件在空气环境下的稳定性,并对该器件在空气中的不稳定性机理进行了讨论.结果表明:当器件暴露在空气中时,随着暴露时间的增加,器件的饱和漏电流明显增大,阈值电压逐渐增加;空气中的水是影响器件特性的主要因素;通过采用光刻胶钝化处理可以有效地改善P3HT-PTFT器件在空气中的稳定性,并使器件的载流子迁移率提高3倍.