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%.     

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.     

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.     

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.     

高剪切分散对多壁碳纳米管/VARTM用环氧树脂导电性能的影响

采用高剪切工艺促进了多壁碳纳米管(MWNTs)在环氧树脂(EP)中的分散,借助真空辅助树脂传递模塑技术(VARTM)制备出MWNTs/EP复合材料试样,并研究在制备过程中采用不同高剪切工艺参数对复合材料导电性能的影响.结果表明,在一定范围内,随着高剪切时间或转速的增加,复合材料的导电性能呈现先升高后降低的趋势.在高剪切处理时间30min和转速22 000r/min时分别达到了高剪切时间和转速的最佳分散阈值,当MWNTs的添加量仅为1.5%时,EP的表面电阻率可以降低约5个数量级,但继续增加高剪切的时间或转速,复合材料的导电性能均出现劣化.同时运用扫描电镜(SEM)表征了多壁碳纳米管在环氧树脂中的分散情况.     

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.     

新型电致变色复合材料的制备及其电致显色性能的研究

电致变色材料由于驱动电压低、颜色变化的可控性、灵敏性、可逆性及记忆性等特点被广泛用于光电化学能转换和储存器、电致变色智能调光窗、无眩反光镜和电色信息存储器等领域.本文通过电沉积方法制备聚3,4-乙烯二氧噻吩-普鲁士蓝(PEDOT-PB)聚合物薄膜并对其电致变色性质进行了研究.结果表明,与单独的聚3,4-乙烯二氧噻吩(PEDOT)薄膜相比,本文制备的PEDOT-PB聚合物薄膜具有更优异的电致变色性能,比如着色效率高(在720nm处为=220.5cm~2/C)、响应时间短(从深蓝色到淡蓝色3.9s,从淡蓝色到深蓝色5.8s)和稳定性高(千次循环后氧化还原峰的位置基本不变)的优点.因此,本文所制备的新型的有机-无机电致变色复合材料有望在智能调光窗以及电致显色信息存储器等领域得到大规模应用.     

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.     

聚苯胺/氧化石墨烯复合材料在电致变色中的应用

使用高氯酸和聚苯乙烯磺酸作为掺杂酸,通过两步法制备聚苯胺/氧化石墨烯复合材料。通过红外,扫描电镜,电化学测试等手段测试其组成、结构、及电化学性能,通过数字照片记录其电致变色效果。研究结果表明,两步法制备的复合材料即具有优异的电化学性能,又表现出良好的成膜性、粘附性和电致变色效果。此方法为聚苯胺复合材料在电致变色窗器件中的应用提供了新的思路。     

极薄钨单质种子层制备形貌疏松的三氧化钨薄膜的电致变色性能研究

氧化钨薄膜(3WO)具有出色的电致变色性能,但是目前物理法制得的3WO薄膜形貌往往比较致密,从而影响其变色性能和循环寿命.本文采用磁控溅射方法,首先在I TO透明导电基底上制备一层极薄的钨(W)单质薄膜,之后在W薄膜上方制备3WO薄膜,通过调控W单质薄膜的疏松形貌对3WO薄膜形貌进行调控以提高其电致变色性能.为了保证薄...     

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).     

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.     

P(MMA-St)/MWNTs复合材料导电性能研究

采用原位乳液聚合法制备了甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物（P(MMA-St)）包覆多壁碳纳米管（MWNTs）复合材料.研究了MWNTs含量和共聚物单体配比对复合材料导电性能的影响;用 SEM、FTIR、Raman和XPS等手段,探究了复合材料结构、相互作用与性能之间的关系.结果表明,MWNTs的加入提高了复合材料的热稳定性和电导率：当MWNTs含量一定,提高PMMA链段含量时,共聚物与MWNTs的作用增强,共聚物更易均匀地包覆在MWNTs表面,呈现出优异的热、电性能.     

多壁碳纳米管/聚丙烯酸复合材料的制备及表征

采用化学气相沉积法(CVD)制备多壁碳纳米管(MWNTs),并用酸纯化多壁碳纳米管(MWNTs).为了改进碳纳米管在聚合物中的性能,采用化学修饰法制备了多壁碳纳米管/聚丙烯酸(MWNTs/PAA)复合材料,并用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和红外光谱(FT-IR)对其进行了表征.实验结果表明,聚丙烯酸能均匀地包覆在碳纳米管表面,而且多壁碳纳米管/聚丙烯酸复合材料能很好地分散在水和苯丙乳液中.     

硅橡胶导电复合材料电性能的DC/AC测试

对炭黑-碳纤维硅橡胶导电复合材料的伏-安特性进行了DC/AC测试.测试结果表明:该种导电复合材料具有非欧姆特性,电压与电流之间具有非线性关系.交流测试情况下,当交流电激励频率变化较小时,输出电流基本不受影响;而当频率变化较大时,输出电流发生了较明显变化,电流随着频率的增大逐渐增大.由此可知试样的电阻抗随着交流频率的增大而不断减小.在炭黑-碳纤维硅橡胶导电复合材料的导电体系中,隧道导电(电容阻抗)与搭接/接触导电(电阻阻抗)同时存在,隧道电流是非欧姆特性及频率增大时阻抗减小的主要原因.结果分析表明:对该类导电复合材料进行电阻(抗)测试时,需了解所使用测试仪器的激励电源模式.     

导电聚合物/磁性纳米复合材料的制备及其结构与性能

导电聚合物/磁性纳米复合材料的研究是开发同时具有电、磁性能的功能材料的最佳选择之一,是制备电磁屏蔽材料,电磁波吸收剂等功能材料的重要途径。导电聚合物与磁性纳米粒子复合,既可实现电、磁性能的复合,又可通过调节各组元的组成和结构实现对材料电、磁性能的调节。对目前导电聚合物/磁性纳米复合材料的制备原理、方法,复合材料的结构及控制,材料的性能与应用进行了评述。     

智能变色窗的研究现状与发展趋势

概述了一种成功研制的基于蓝色导电高分子材料聚噻吩及其衍生物的智能变色窗.开发出红色和绿色分子单体及相关器件,设计出基于有机高分子工作电极和无机碳、金属或金属氧化物对电极的器件结构,以及半固体,固体电解质.所开发出的智能变色窗、智能变色眼镜等器件样品涉及民用、工业及军事等多个领域.电致变色窗的当前及未来发展包括大尺寸建筑和汽车用玻璃窗、显示器、变色织物,装饰品及护眼等装置.     

电致变色材料的应用

电致变色材料作为一种高科技产品在现代国防科技上的地位越来越重,因此在本文中主要介绍电致变色材料在红外发射器件、智能电致变色涂层、电色储存器件、智能电致变色织物的应用。从而使人们更多的对电致变色材料有一个更深的认识。     

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.