基于氧化钨、聚吡咯电致变色薄膜的制备及性能研究

来源 :湖南工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:fdgerg454h4
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
电致变色材料在过去的几十年间不温不热,但在最近几年突然成为功能材料研究方向的热点。因为电致变色材料在外加电压的激励下可以发生光学的可逆变化和能量的储放。这种功能材料由于具有上述独特性能而被应用于智能窗、军事伪装,功能包装、防腐材料、卫星热控等领域。在众多的电致变色材料中,无机电致变色材料氧化钨(WO3)和有机电致变色材料聚吡咯(PPy)由于具有优异的导电性、大的光学对比度、以及良好的环境稳定性等优点,而被广泛研究并应用于许多领域。目前,虽然已经有研究报道了WO3和PPy电致变色薄膜的合成,然而仍然存在一些未解决的问题,如单电极电致变色材料已经无法满足多功能电致变色器件的功能化,而复合电致变色材料可以实现单一材料的优势累加和弱化其缺点。因此本文提出了采用掺杂、多孔结构设计与优化制备时间等手段来改善WO3和PPy电致变色薄膜的光学调制范围、响应时间、着色效率和循环稳定性等问题。在优化材料的基础上,构建了电致变色储能双功能电致变色器件。研究内容主要分为以下两个部分:(1)THMS/WO3电致变色薄膜的制备及性能研究采用电化学沉积法在FTO导电玻璃上制备了THMS/WO3电致变色薄膜,通过调节钨酸钠二水合物(Na WO4·2H2O)与THMSs的比例,优化其电致变色性能。进一步,利用一系列表征手段对其表观形貌、组成元素和电致变色性能进行分析。发现THMSs的掺杂改变了WO3薄膜的表观形貌和结构,进而影响其电致变色性能。其中Na WO4·2H2O与THMSs的重量比为15:1时,所得THMS/15WO3电致变色薄膜综合性能最佳,如在700 nm处光学调控范围达到57.89%,着色效率88.84 cm2C-1。杂化薄膜的优异性能主要归因于THMSs掺杂改变了WO3薄膜的致密结构,形成了具有大比表面积的多孔结构,为离子嵌入与脱出提供了更多自由的空间。以最佳条件下制备的THMS/15WO3薄膜为电致变色层,构建了THMS/15WO3//FTO电致变色储能双功能器件,接着将器件与一盏红色LED灯串联形成回路,探究其储能性能。本文中构建的THMS/WO3薄膜和电致变色储能双功能器件为今后新型储能智能窗的研发提供了新的思路和重要参照。(2)pTS/PPy电致变色薄膜的制备及性能研究采用恒电压电化学沉积法制备了由菜花状颗粒组成的p TS/PPy多功能电致变色薄膜,实现了电致变色和电容特性双功能的同步切换。通过调整电化学聚合时间,可获得不同表观形貌和结构的薄膜。优化后的薄膜具有许多纳米孔结构,这些纳米孔结构为其提供了更多的反应活性面积。电化学沉积时间为100 s时,p TS/PPy电致变色薄膜的综合性能达到最佳。在600 nm处的光学调制范围为74.4%,着色效率254.7 cm2C-1,在0.1A/cm2下的面电容为34.2 F/cm2。该薄膜的优异性能主要归因于阴离子的引入使其薄膜导电性提高并为其提供更多的反应活性位点。以p TS/PPy电致变色薄膜为电致变色层,FTO导电玻璃为离子储存层,构建了p TS/PPy//FTO电致变色储能双功能器件,并测试了其光学透过率及储能性能。
其他文献
重大工程项目的规划建设一直以来都是一个国家进行战略投资和促进社会经济发展的重要切入点。受到国家安置政策和安置标准的限制,部分农村移民由于失去了生产资料,又没有一定的非农技能,他们中的一些人往往面临着比较严峻的生存与发展的挑战。工程移民问题是世界性难题,已成为衡量工程建设成败的标准,移民“搬得出、稳得住、逐步能致富”关系着社会的和谐稳定。本文以重庆市涪陵区三峡工程农村移民为研究对象进行问卷调查,发现
随着经济及建筑科技的发展,高层建筑不断涌现,幕墙结构也大规模应用于现代高层建筑中。然而幕墙结构,特别是玻璃幕墙在强/台风作用下容易发生破坏,这给建筑的日常维护及周边
槽罐车运输液化石油气等危险品事故频发,对人身安全、生态环境、经济发展都造成了不良影响,所以对槽罐的定期检测必不可少。对于罐体的检测需要将罐体内的残留气体排尽,人工
随着光伏为代表的可再生能源发电技术的快速发展,为提高并网逆变器的运行特性,本文引入虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator,VSG)技术,通过借鉴同步发电机的运行特
石斑鱼是一种富含多种矿物质元素和维生素,深受消费者喜爱的海水食用鱼,也是我国东南沿海(福建、广东、海南)等地区重要水产养殖鱼类。近年来,在人工养殖石斑鱼过程中深受虹彩病毒病、肠炎、寄生虫病等多种疾病困扰,其中尤以病毒性神经坏死病(viral nervous necrosis,VNN)最为严重,该病在损害养殖户利益的同时也极大阻碍了我国水产养殖业的发展。VNN主要爆发于海水鱼类的育苗期间即幼鱼期和稚
随着旋翼无人机相关技术的迅猛发展,相关应用研究也得到了较为广泛的推广。但执行任务时需要专业飞手控制并现场更换电池,另外,无人机续航能力存在不足,由此带来的成本高及时
大跨屋盖结构通常具有质量轻、阻尼小、刚度小和自振频率低等特点,因此是典型的风敏感性结构。然而大跨屋盖结构的抗风优化研究较少,完全参照高层结构抗风优化会带来一定的安
随着我国经济的快速发展,发电站的建设规模不断增大,与之配套的冷却塔体型也越来越大。然而,传统的抗震设计对于高烈度区的超大型冷却塔结构难以实现经济、安全的效果。因此
随着环境污染及化石能源消耗的日益加剧,来源广泛的天然聚合物成为研究的重点。纳米纤维素(NC)是利用物理或化学方法从植物纤维中提取出来的高附加值产品,表现出生物相容性好
钢结构采用高强度钢材可减小构件截面、减轻结构自重、降低建造成本,在大跨及高层钢结构中已有较多应用案例,但在如住宅和办公楼等普通民用建筑的结构中,高强钢的应用还比较