【摘 要】
:
电致变色材料是在施加电压时,材料的光学特性发生可逆变化的现象,在宏观上表现为颜色和透明度的变化。主要应用于智能窗、汽车防眩后视镜、显示器、军用伪装、红外隐身和红外热辐射调控等领域。本论文采用化学浴沉积法制备了NiO超薄多孔纳米片结构薄膜,系统研究了工艺参数和离子掺杂与纳米片薄膜的微观结构、表面化学状态和电致变色性能的关联,并对薄膜电致变色的动力学特征与变色机理进行了探讨与分析比较研究。主要研究结果
论文部分内容阅读
电致变色材料是在施加电压时,材料的光学特性发生可逆变化的现象,在宏观上表现为颜色和透明度的变化。主要应用于智能窗、汽车防眩后视镜、显示器、军用伪装、红外隐身和红外热辐射调控等领域。本论文采用化学浴沉积法制备了NiO超薄多孔纳米片结构薄膜,系统研究了工艺参数和离子掺杂与纳米片薄膜的微观结构、表面化学状态和电致变色性能的关联,并对薄膜电致变色的动力学特征与变色机理进行了探讨与分析比较研究。主要研究结果如下:(1)采用一种操作简单的室温化学浴沉积方法在氟掺杂二氧化锡(FTO)导电玻璃基板上合成了NiO多孔纳米片薄膜。在工艺优化的基础上制备的NiO薄膜具有独特的多孔结构,光学调制幅度达到64%,着色时间为7.2s,褪色时间为1.3s,变色效率为30.6 cm~2/C。随后进行了掺杂改性,在优化后的基础配方溶液中并在一定的工艺条件下通过添加不同浓度的亚铁盐,研究了铁掺杂对NiO纳米片薄膜的微观结构形貌和电致变色性能的影响。结果显示,纳米片的孔径随铁元素掺杂量的增多而增大。碱性环境下的电化学测试表明,铁掺杂量为0.1%的NiO纳米片薄膜具有最优的电致变色性能,包括褪色态状态下透射率高(98%),着色效率高(CE达49.8 cm~2/C),响应时间短(褪色时间为1.2s,着色时间为4.1s)等优点。根据阻抗测试结果,铁的掺杂使得薄膜的阻抗显著减小是薄膜性能获得提升的一个重要原因。(2)研究了钛元素掺杂对NiO薄膜的微观结构与电致变色性能的影响。掺杂后的薄膜仍然保持多孔结构,并且钛的掺杂可以提高薄膜的结晶度。通过对掺杂量的调节,发现钛掺杂量为0.2%时性能最佳。并且适量的钛掺杂有利于Ni元素氧化性的提高,这有利于电致变色性能的改善。根据光谱测试的结果,钛掺杂量为0.2%时可以获得最优的电致变色特性,其中光学调制范围最大可达77%,并且循环稳定性明显提高(循环500圈后对比度仍然有61%),其变色效率为42.6cm~2/C,着色时间为9.8s,褪色时间为2.3s。(3)探索了铁、钛元素的共掺杂对NiO纳米片薄膜的微观结构与电致变色性能的影响。铁和钛的掺杂百分比都为0.1%的氧化镍薄膜(NiO-Fe0.1Ti0.1)的光学调制对比度最高。成分分析显示和钛掺杂相比,铁更易掺杂进NiO晶格中。根据光谱测试的结果,NiO-Fe0.1Ti0.1的对比度为63.94%,着色时间为4s,褪色时间为1s,着色效率达48.85 cm~2/C。循环稳定性上优于NiO-Fe0.1薄膜但低于NiO-Ti0.2薄膜,显示了两种元素掺杂的互补性效果。
其他文献
聚多巴胺(PDA)是一个可以对几乎所有化学材料进行表面功能化的聚合物,独特的表面修饰功能和较好的生物相容性使其成为优异的壳层材料。同时,除了极强的金属离子螯合能力和还原活性,PDA还具有丰富的表面官能团(-OH,-NH2),因而其在物质矿化、医药生物、纳米材料功能化、生物传感器、污染物降解等都有广泛的应用。近年来,磁性聚多巴胺纳米复合材料得到了人们的关注,研究表明,该类复合材料由于其独特的磁学效应
微量元素是植物生长发育过程中不可或缺的。无机盐类微量元素容易受到p H值、磷酸根等因素的拮抗影响,会降低其有效性,而螯合态微量元素则不受此影响。目前常用的螯合态微量元素主要包括氨基酸类、EDTA类,但是它们仍然有不足之处,例如价格昂贵、引起环境问题,不适合在肥料领域推广。而柠檬酸是一种廉价且环境友好的有机酸,能够做为螯合剂和微量元素螯合。因此本文选择柠檬酸与微量元素螯合制备柠檬酸螯合态微量元素。以
热轧U型钢板桩可通过锁口连接形成支护结构,被广泛应用于基坑支护、水中围堰和基础防渗等临时工程。相邻钢板桩的锁口连接并非绝对完全,其抗弯承载力、抗弯刚度以及端部锁口焊接的提高作用具有不确定性,对工程应用产生一定影响。本文共设置了4组试件进行静载试验,2组为单根热轧U型钢板桩;2组为热轧组合U型钢板桩试件,其中组合试件1仅由锁口连接,组合试件2还在端部锁口施加焊缝。考虑到钢板桩可循环使用,试件选用经若
已知烯烃聚合中的双金属配合物催化剂中的金属之间的距离和空间位置对配合物的催化能力有显著的影响。在本工作中我们通过采用不同的配体结构,控制两个钒原子之间的距离,从而允许研究双金属之间的临近效应。我们成功合成了两类不同的双核钒配合物。一种是双核钒的二氯化物(B1-B5),通过不同骨架结构的双酚类试剂经过锂化后与已有的钒三氯化物按照精确投料比进行反应,得到双核钒的二氯化物。以上述双核配合物为催化剂前体,
含氢硅油广泛应用于硅橡胶、LED封装、疏水材料等的制备,但其耐热性有限,应用领域受到限制,本文合成了两种耐热含硼含氢硅油,主要研究内容如下:(1)以甲基硼酸(MBA)、甲基二氯硅烷(MDC)、二甲基二氯硅烷(DMDC)为原料合成含硼含氢硅油(BHSO-M),研究原料摩尔比、反应温度、反应时间等对产物耐热性的影响,最佳反应条件为:MBA与MDC摩尔比为1.5:1,反应温度为50℃,反应时间为7 h;
固态光二聚合反应对单体结构的规整度要求较高,目前可实现固态光二聚反应的单体种类还较少,可固态光二聚单体的研究成为该领域的核心问题。糠醛是最具价值的可再生生物基化学材料之一,随着世界对可再生生物质材料的研究关注,由糠醛制备呋喃基材料就显示出较为重要的意义,目前光聚合制备含呋喃环的聚酯化合物的报道较少。以糠醛为原料合成双官能度的一缩二乙二醇二呋喃丙烯酸酯,当单体摩尔比为2.3:1,反应温度100℃,反
螺旋结构普遍的存在于自然界中,作为二级结构中重要的一部分,在生物系统中起着重要作用。受生物螺旋结构的启发,化学家们开发了各种各样的螺旋小分子,低聚物,以及超分子螺旋聚合物。在这些合成的螺旋聚合物中,聚异腈以其独特的刚性螺旋结构,在过去几十年中受到了广泛的关注。本文以(3-氨基丙基)三甲氧基硅氧烷作为原料,通过水解缩合法合成了POSS-NH2。接着与3-羧基丙酸丙炔酯反应,在POSS中引入炔基。最后
病原性细菌和真菌是许多疾病的病原体,一直困扰人类健康,可导致各类炎症、感染等疾病。目前,对常见致病菌的治疗多以药物治疗为主,但长期使用会存在副作用及耐药性等问题。天然产物槐糖脂(Sophorolipids,SLs)因其出色的性能而被广泛关注,一般来讲,槐糖脂可大致分为两类,即酸型槐糖脂(Acidic Sophorolipid,ASL)和内酯型槐糖脂(Lactonic Sophorolipid,LS
随着炭黑/石墨烯填充型导电复合材料在可穿戴电子设备以及机器人领域的不断发展,如何使材料兼具高性能和低成本的特点逐渐成为材料科学领域的研究热点。实验过程中无法对复合材料中的微观导电网络进行精准控制,复合材料体系的精确设计难以实现。因此采用计算机模拟技术,通过对复合材料内部的微观网络进行建模来提供详细的微观信息。生成代表性体积元素(RVE,Representative Volume Element)是
锂电池软包装膜是由多层结构组合而成,最内层为聚丙烯(PP)层,需要具有一定的韧性、强度和阻隔性能。而纯PP韧性和强度不足,限制了其在锂电池软包装内层膜的应用,需要对其进行改性。本文通过添加增强填料、化学交联来提升聚丙烯的韧性、强度,同时填料的物理阻隔和化学交联作用也提高了材料的耐电解液性和阻隔性。主要研究内容如下:(1)以硅烷偶联剂(3-氨丙基)三乙氧基硅烷(KH550)和N-丙基三甲氧基硅烷(J