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电致变色是指电活性材料在外加电场驱动下发生光学特性变化的一种现象。近些年来,电致变色材料受到了广泛的关注,其在节能建筑的智能窗,汽车的防眩光后视镜,信息显示器,电致变色电子皮肤等领域具有好的应用前景。三苯胺分子呈螺旋桨状,其具有好的的光电活性,它是一种好的空穴传输材料。本论文中,作者合成出了三种三苯胺衍生物:N,N’-二(4-((3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基)亚氨基)甲基)苯基-N,N’-二苯基-4,4’-联苯二胺(TPB-PSSO)、4-((4’-(二苯基氨基)-(1,1’-联苯)-4基(苯基)氨基)苯甲醛(TPB-CHO)和N,N,N’,N’-四(4-溴苯基)联苯胺(TPB-4Br),利用红外光谱(FTIR)、核磁共振氢谱(~1H NMR)、核磁共振碳谱(13C NMR)、核磁共振硅谱(29Si NMR)以及质谱(MS)分别对所合成的目标分子进行了结构确认。其分子结构式如下所示:(?)作者利用紫外-可见光(UV-vis)光谱仪和电化学工作站对上述三种三苯胺衍生物的光、电性能进行了探究。结果显示,这三种三苯胺衍生物都展现出氧化还原过程,三个目标分子的最大吸收峰都集中在200~400 nm波长范围内。作者将这三种三苯胺衍生物作为活性材料,组装了电致变色器件,器件结构为:ITO/三苯胺衍生物凝胶电解质/ITO。另外,将WO3膜引入电致变色器件中,制备出相应的复合电致变色器件,器件结构为:ITO/WO3膜/三苯胺衍生物凝胶电解质/ITO。研究了器件的电致变色性能,研究结果如下:(一)基于三苯胺衍生物的电致变色器件(基体层是ITO玻璃)及其复合器件:将TPB-PSSO、TPB-CHO和TPB-4Br分别配制成电致变色凝胶电解质,组装了电致变色器件:ECD 1(ITO/TPB-PSSO凝胶电解质/ITO)、ECD 2(ITO/TPB-CHO凝胶电解质/ITO)和ECD 3(ITO/TPB-4Br凝胶电解质/ITO)。通过电沉积技术,向上述器件中再插入一层WO3膜,制得相应复合电致变色器件:ECD 4(ITO/WO3膜/TPB-PSSO凝胶电解质/ITO)、ECD 5(ITO/WO3膜/TPB-CHO凝胶电解质/ITO)和ECD 6(ITO/WO3膜/TPB-4Br凝胶电解质/ITO)。电致变色性能测试发现:对ECD 1交替施加+1.9 V和0.0 V电压,可实现灰色和淡黄色之间的可逆转变;对ECD 2交替施加+2.5 V和0.0 V(或-0.6V)电压,可实现深绿色和黄色之间的可逆转变;对ECD 3交替施加+1.6 V和0.0 V电压,可实现青色和淡黄色之间的可逆转变;对ECD 4交替施加-2.8 V、0.0 V(或+0.6 V)和+2.8 V电压,可实现从蓝色到淡黄色再到灰色之间的可逆转变;对ECD 5交替施加-1.9 V、0.0 V(或+0.7 V)和+2.5 V电压,可实现从黑色到黄色再到深绿色之间的可逆转变;对ECD 6交替施加-1.9 V、0.0 V和+1.9 V电压,可实现从深绿色到淡黄色再到着色不均匀的青色之间的可逆转变。ECD 2的光学对比度最高,其在484 nm处的光学对比度为42.2%;与未插入WO3膜的器件相比,复合电致变色器件的光学对比度均有所提高。尤其是ECD 5,其在496 nm处的光学对比度达到51.0%。ECD 1及其相应复合器件ECD 4的响应时间均达到了毫秒级且循环稳定性好,分别为:9 ms(着色)/5 ms(褪色)以及4 ms(着色)/5 ms(褪色)。另外,ECD 2及其相应复合器件ECD 5的着色效率较突出,相应着色效率分别为138 cm~2/C和312 cm~2/C。(二)基于三苯胺衍生物的柔性电致变色器件(基体层是涂覆有ITO的PET)及其柔性复合器件:将三苯胺衍生物TPB-PSSO、TPB-CHO和TPB-4Br分别加入到Li Cl O4溶液中。然后将这三种溶液分别与光固化树脂按一定体积比混合,同时加入少量光引发剂。最后将上述溶液注射到由PET-ITO柔性基材所组装的容器中,通过光固化技术制备成柔性电致变色器件:ECD 7(PET-ITO/TPB-PSSO光固化电解质/PET-ITO)、ECD 8(PET-ITO/TPB-CHO光固化电解质/PET-ITO)和ECD 9(PET-ITO/TPB-4Br光固化电解质/PET-ITO)。通过真空蒸镀技术,向上述器件中再插入一层WO3膜,制得相应的柔性复合电致变色器件:ECD 10(PET-ITO/WO3膜/TPB-PSSO光固化电解质/PET-ITO)、ECD 11(PET-ITO/WO3膜/TPB-CHO光固化电解质/PET-ITO)和ECD 12(PET-ITO/WO3膜/TPB-4Br光固化电解质/PET-ITO)。电致变色性能测试发现:对ECD 7交替施加+2.6 V和0.0 V(或-0.5 V)电压,可实现绿色和深黄色之间的可逆转变;对ECD 8交替施加+2.8 V和0.0 V(或-0.6 V)电压,可实现黑色和黄色之间的可逆转变;对ECD 9交替施加+3.9 V和0.0 V(-0.5 V)电压,可实现灰色和淡黄色之间的可逆转变。对ECD10交替施加+2.6 V、0.0 V和-1.5 V电压,可实现从深绿色到深黄色再到深绿色之间的可逆转变;对ECD 11交替施加+3.0 V、0.0 V和-1.7 V电压,可实现从黄褐色到黄色再到深黑色之间的可逆转变;对ECD 12交替施加+3.9 V、0.0 V和-2.5 V电压,可实现从黄褐色到淡黄色再到蓝色之间的可逆转变。ECD 8的光学对比度最高,其在500~800 nm波长范围内的光学对比度均超过了70.0%。与未插入WO3膜的柔性器件相比,柔性复合电致变色器件在实施负压时,其光学对比度都有了明显的提高,ECD 10、ECD 11和ECD12的最大光学对比度分别是83.7%、82.7%和62.5%。从而使柔性复合电致变色器件兼有了柔性和高光学对比度这两个特点。从稳定性来比较柔性电致变色器件及其柔性复合电致变色器件可知,ECD 9经过400次循环测试后依旧保留了初始嵌入(或脱出)电荷量的78.7%,展示出好的循环稳定性。从着色效率的角度来比较,ECD 8的着色效率最高,相应着色效率为736 cm~2/C。