一、溶胶—凝胶法制备WO_3气致变色薄膜(论文文献综述)
贺海燕[1](2021)在《氟铌共掺二氧化钛阵列-非晶氧化钨复合薄膜的制备及电致变色性能研究》文中进行了进一步梳理电致变色是指材料在电流或电场的作用下,发生光吸收或光散射,从而引起颜色或透过率发生可逆变化的现象。单一的电致变色材料在性能上往往存在不足,因此复合电致变色材料逐渐成为研究热点。本文以制备具有可见-近红外分区调控能力的“氟铌共掺二氧化钛阵列-非晶氧化钨”电致变色复合薄膜为目标,依次研究了高载流子浓度氟铌共掺二氧化钛薄膜制备、氟铌共掺二氧化钛阵列加工、氟铌共掺二氧化钛阵列-非晶氧化钨复合薄膜制备及其微观组织结构和性能表征,具体工作如下:1.采用溶胶-凝胶法在钠钙玻璃基底上制备了氟铌共掺二氧化钛薄膜,研究了氟掺杂含量对氟铌共掺二氧化钛薄膜的显微结构、化学成分和光电性能的影响。在钛:氟原子比为1:0.5时,制备出了性能较优的氟铌共掺二氧化钛薄膜,载流子浓度为1.15×1021 cm-3,平均可见光透过率为81%,电阻率为0.02 Ω·cm。2.为获得高性能的近红外调制电致变色薄膜,采用激光干涉结合感光溶胶-凝胶法制备了氟铌共掺二氧化钛阵列,研究了阵列结构参数对其电致变色性能的影响。当格点高度为120 nm,格点直径为350 nm时,制备的薄膜电致变色性能最优,可见光区着褪色对比度(△T)为32%,光密度变化(△OD)约为0.2;近红外区△T为80%,△OD约为1.1。3.为进一步提高氟铌共掺二氧化钛阵列在可见光区的调制能力,在氟铌共掺二氧化钛阵列上涂敷非晶氧化钨薄膜,利用非晶氧化钨较优的光学调制能力提升复合薄膜电致变色性能。结果发现,该复合薄膜具有优秀的可见-近红外分区调控能力,其可见光区ΔT为60%,△OD约为0.9;近红外波段△T为82%,△OD约为1.43。与最优的氟铌共掺二氧化钛阵列薄膜相比,近红外△T提高了 2%,△OD提升了 30%;可见光区ΔT提高了28%,△OD 提升了 350%。
朱建辉[2](2021)在《氧化性电解液添加剂对WO3电致变色性能的影响研究》文中认为电致变色材料可以在外加电场作用下发生稳定、可逆的光学性质(如吸收率、透光率等)变化,在建筑智能窗、汽车后视镜、防眩目镜、显示器、以及军事伪装等领域具有广阔应用前景。WO3电致变色材料具有成本低、光调制幅度高、化学稳定性好等优点,是目前最为主流的电致变色材料之一。WO3的电致变色过程遵循双注入机制,通过低价态阳离子(例如Li+,H+)和电子的共嵌入反应诱发电致变色过程。然而,WO3材料在褪色过程中,部分嵌入WO3中的Li+离子容易出现难以脱出的现象,造成电致变色性能的快速衰减,也即所谓的“离子捕获”现象。通过恒电流或恒电位处理,可以促进已经捕获的离子从WO3中脱出,有效抑制或消除WO3材料电致变色过程中的“离子捕获”行为。但是,上述处理过程中施加的电压很高(一般在5.5–6.0 V vs.Li/Li+),会导致电解液分解、ITO降解等副反应,因而实际应用的可行性还需进一步考察。为开发新的抗“离子捕获”技术,本文通过在电解液中加入氧化性添加剂,促进WO3薄膜循环过程中Li+离子的脱出,提高WO3薄膜的循环寿命。论文具体成果如下:(1)首先通过固相法制备了WO3纳米粉末,然后通过砂磨的方法将WO3粉末均匀的分散在乙醇中,并采用滴涂法成功制备了均匀透明且具有高变色活性的WO3薄膜。在1M PC-Li ClO4电解液中加入不同体积比的H2O2,利用H2O2的氧化性促进了褪色过程中Li+离子的脱出,从而抑制WO3薄膜的“离子捕获”行为。WO3/FTO样品在添加体积比1%H2O2的电解液中,可实现78.4%(@633nm)的光调制幅度,样品具有较好的循环稳定性(稳定循环180圈)与快速的响应速度(着色响应时间:6.5s,褪色响应时间:17.5s)。但H2O2过高的氧化性降低了WO3的着色效率(28.3cm2C-1)与颜色记忆性,并且在循环过程中存在H2O2消耗现象,难以长期保证WO3薄膜的循环寿命。(2)为了进一步提高WO3薄膜的循环寿命,作者进一步测试了同样具有氧化性的HNO3、HClO4与LiNO3电解液添加剂对WO3电致变色性能的影响。研究发现,HClO4添加剂不但没有提升WO3薄膜循环稳定性,反而显着降低了循环寿命。在电解液中加入0.5%HNO3可以显着提高WO3光调制幅度与循环寿命,WO3/FTO样品在633nm处可实现77.1%的透光率变化,快速的变色响应速度(着色5.0s,褪色18.3s),稳定的循环性能(循环1000次后变色性能依然稳定),较高的着色效率(42.87 cm2C-1),但HNO3改性的电解液同样降低了WO3薄膜的颜色记忆性。在电解液中加入LiNO3后,WO3在保持优异循环寿命前提下,较好地保留了颜色记忆性,为克服WO3电致变色薄膜的“离子捕获”提供了新的研究思路。
禹超[3](2021)在《基于五氧化二铌薄膜的电致变色器件制备及其性能研究》文中进行了进一步梳理电致变色智能窗因其能耗低、智能可控制、颜色变化可逆等优点,在建筑节能、后视镜、显示器等领域有着广泛的应用前景。Nb2O5是一种极具潜力的无机电致变色材料,目前其制备方法较为复杂,且电致变色性能无法达到实际应用的水平。本论文以简便易行、安全环保的溶胶-凝胶法和溶剂热法制备电致变色Nb2O5薄膜,并以所制备的Nb2O5薄膜来组装电致变色器件,主要研究了溶剂、温度等工艺条件对薄膜形貌结构和电致变色性能的影响以及电致变色器件性能的影响。研究内容如下:(1)以乙醇铌为铌源,采用溶胶-凝胶法和旋涂技术相结合的方法,在FTO导电玻璃上制备了Nb2O5薄膜,并组装成电致变色器件。主要研究了退火温度对Nb2O5薄膜形貌结构和电致变色性能的影响。结果表明:当退火温度低于400℃时,Nb2O5为无定形态;当退火温度高于500℃时,Nb2O5为斜方晶型。当退火温度为600℃时,Nb2O5薄膜的电致变色性能最好:其光调制幅度在800 nm波长处为38.6%,着色时间为40.6 s,褪色时间为38.7 s,着色效率为73.3 cm2·C-1。电致变色器件的光调制幅度在710 nm波长处为24.6%,着色时间为22.3 s,褪色时间为3.5 s。(2)以草酸铌为铌源,采用溶剂热法在FTO导电玻璃上生长了Nb2O5薄膜,并组装成电致变色器件。分别研究了溶剂热反应时间、反应温度以及前驱体溶液中乙醇的浓度对Nb2O5薄膜形貌结构和电致变色性能的影响。并研究了电解质类型对电致变色器件性能的影响。结果表明:当反应温度为180℃,反应时间为2 h时,Nb2O5的XRD衍射峰强度更强;当前驱体溶液中乙醇的浓度为30%时,Nb2O5薄膜为多孔网状结构,并表现出良好的电致变色性能:其光调制幅度在800 nm波长处为69.0%,着色时间为10.6 s,褪色时间为0.7 s,着色效率为85.9 cm2·C-1,以及至少500次的循环稳定性。当电解质溶液为Li TFSI(PC)时,电致变色器件的性能最好:其光调制幅度在800 nm波长处为52.2%,着色时间为41.1 s,褪色时间为10.3 s,着色效率为172.2 cm2·C-1。(3)以Nb2O5薄膜为电致变色层,以Ni O薄膜为离子存储层,组装成Nb2O5/Ni O互补器件,并研究其电致变色性能。结果表明:相较于前述单一的Nb2O5器件,Nb2O5/Ni O互补器件在保持光调制幅度(52%)不变的基础上,其着色速度提高了69%,褪色速度提高了29%,着色效率提高了55.9%。互补器件性能提升的主要原因是:所制备的Ni O薄膜具有多孔表面结构,可以存储更多的Li+,在外接电压的驱动下,Li+会迅速的从Ni O薄膜中嵌入和脱出,进而提高了器件的电致变色性能。
后丽君[4](2021)在《基于氧化钼纳米结构的薄膜与器件制备及其电致变色性能研究》文中研究指明随着社会的发展,能源与资源的消耗越发严重,人们需要寻找不同的材料和技术用于节能方面。电致变色材料吸引了大家的目光,其特殊的性能使之在智能窗、显示器、防眩后视镜等方面有着广泛应用。氧化钼是一种过渡金属氧化物,有着较高的电化学活性,在电致变色等领域有着重要应用。本论文采用电化学沉积法和水热法结合热处理在氟掺杂氧化锡(FTO)导电玻璃上制备了氧化钼薄膜,并组装成电致变色器件,研究了薄膜与器件的电致变色性能。并将氧化钼薄膜与聚吡咯薄膜组装成互补型电致变色器件,研究了器件的电致变色性能。本论文的主要研究成果如下:(1)使用钼粉和双氧水配制了电解液,采用电沉积和热处理相结合的方法制备了氧化钼电致变色薄膜。研究了不同电压、不同沉积时间以及不同煅烧温度对氧化钼电致变色性能的影响。实验结果表明,使用恒电压-1 V沉积120 s、450℃煅烧1 h,得到的氧化钼薄膜的电致变色性能最佳。氧化钼电致变色薄膜在800 nm处的光调制幅度为34.2%,着色时间为13.0 s,褪色时间为11.0 s,着色效率为75.3 cm2·C-1。将其组装成氧化钼电致变色器件,器件的光调制幅度为24.5%,着色效率为54.4 cm2·C-1,着色时间和褪色时间分别为14.5 s和35.5 s。(2)使用钼粉、双氧水、硝酸钠、聚乙二醇等试剂制备前驱体溶液,采用水热法和热处理相结合的方法制备了氧化钼薄膜,研究了不同前驱体浓度和水热时间得到的氧化钼薄膜及基于氧化钼薄膜的电致变色器件的电致变色性能。实验结果表明,由浓度为0.05mol·L-1的前驱体溶液水热13 h,经热处理后得到的氧化钼薄膜的电致变色性能较好。薄膜在769 nm处的光调制幅度为44.7%,着色效率为88.9 cm2·C-1,着色时间和褪色时间分别为15.5 s和16.0 s。基于氧化钼薄膜的电致变色器件的电致变色性能有所下降,器件在795 nm处的光调制幅度为28.8%,着色效率为79.5 cm2·C-1,着色时间和褪色时间分别是16.5 s和15.0 s。(3)采用电沉积法制备了聚吡咯薄膜,与电沉积法和水热法结合热处理制备出的氧化钼薄膜组装成互补型电致变色器件,研究了氧化钼/聚吡咯互补型电致变色器件的性能。聚吡咯薄膜与电沉积法制备出的氧化钼薄膜组装成的氧化钼/聚吡咯器件的光调制幅度为19.1%,着色时间和褪色时间分别为5.5 s和23.5 s,着色效率为93.2 cm2·C-1。聚吡咯薄膜与水热法制备出的氧化钼薄膜组装成的氧化钼/聚吡咯互补型器件的光调制幅度为20.5%,着色时间和褪色时间分别为3.0 s和18.0 s,着色效率为160.3 cm2·C-1。氧化钼/聚吡咯互补型电致变色器件的着色效率比单一氧化钼电致变色器件的着色效率高,说明氧化钼薄膜与聚吡咯薄膜组成互补型电致变色器件提高了器件的电致变色性能。
姚勇吉[5](2020)在《氧化钨的制备及应用研究》文中指出窗户是建筑物中最重要的功能部分,提供自然采光、通风和室内外能量交互,同时可以增加建筑物的美感。但是,相比于建筑的其它围护结构,窗户具有较差的保温隔热性能,由窗户产生的能量损耗占建筑总能耗的40%。同时,随着现代建筑物中窗墙比越来越大,窗户的能耗问题越突出,因此节能窗研究具有重要的现实意义。窗户的节能改造,要求使窗户具有太阳光谱选择性,即在保证基本采光的同时,合理的利用太阳热辐射。氧化钨的晶体结构是由WO6八面体通过共边或共角的链接方式构成,结构中形成了不同形式的开放孔道结构,包括三角、四边、五边和六方孔道,可以允许多种离子的嵌入和扩散,是理想的离子嵌入宿主材料。离子在氧化钨晶格中的嵌入和脱出引起氧化钨光学性质可逆变化。锂离子在外加电场作用下的嵌入和脱出能够使材料在可见光和近红外光区的透过率发生可逆的变化,嵌入使透过率降低,脱出使透过率增加,对太阳光谱产生选择性吸收。基于此,氧化钨材料被广泛的应用于太阳辐射控制领域,如电致变色智能窗,光致变色和气致变色。本研究主要研究氧化钨太阳辐射控制材料,通过制备铯钨青铜透明隔热膜、氧化钨量子点电致变色薄膜和光致变色复合薄膜,实现了对太阳辐射的静态或动态的光谱选择性调控。具体的研究内容如下:(1)铯离子嵌入引起的晶格畸变和产生的补偿电子使铯钨青铜在近红外波段产生强烈吸收,铯离子的掺杂浓度越高近红外吸收性能越强,Cs/W的理论极限是0.33。本论文通过对前驱体制备过程的控制,在氧化钨形成溶胶过程中使原料达到了分子级别的混合,缩短了铯离子的扩散距离,加速了动力学反应过程,有利的降低反应温度,缩短了反应时间,提高了Cs/W掺杂比。油酸作为反应溶剂,可以在反应过程中通过羧基化学吸附在纳米颗粒的表面,限制了颗粒的长大和团聚,同时油酸具有一定的还原性,在结构中生产氧空位。最终,在260 oC下反应4个小时后,得到了颗粒尺寸小(平均粒径为20 nm)、团聚程度轻和高Cs/W(0.32)掺杂比的纳米铯钨青铜。制备的铯钨青铜薄膜具有优异的透明隔热性能,可见光透过率达到70%,吸收超过90%的近红外光。模拟房温度测试结果表明,在普通玻璃上涂覆一层铯钨青铜薄膜,能够大幅提升保温隔热性能,并且要优于氧化铟锡(ITO)玻璃。(2)以铯钨青铜纳米颗粒和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)分别作为功能填料和基体,制备了纳米复合材料。纳米颗粒表面有机物的包覆降低了表面能,改变了无机颗粒表面的亲水状态,使其能够良好的分散在甲基丙烯酸甲酯MMA单体中,同时原位聚合的方法避免了无机纳米颗粒的团聚。无机纳米颗粒和有机体PMMA形成了良好的融合,提高了铯钨青铜材料的环境稳定性。制备的纳米复合材料可见光透过率大于70%,雾度小于1%,能吸收超过90%的近红外光。复合材料兼具了太阳辐射控制和低热导率,能够从热传导和热辐射两个途径提高其隔热性能,同时相对于无机玻璃,PMMA更轻质,更安全。(3)以氧化钨量子点为电致变色材料,通过喷涂的方法成功制备了氧化钨量子点电致变色薄膜,量子点的小尺寸效应能够极大的促进电化学氧化还原反应进程,包括缩短离子的迁移路径,提高离子的迁移率,提供更多的表面反应活性位点,减小离子的嵌入深度,使薄膜在常规的锂离子电解液中展现出了优异的电致变色性能,包括大的光学调制幅度(97.8%),快的响应时间(4.5 s着色,4 s褪色)和优异的循环性能(10000次衰减10%)。将锂离子电解液替换为铝离子电解液,循环性能进一步得到了大幅提升,20000次循环后无衰减。因为,相比于锂离子,铝离子具有更小的离子半径和更多的电荷,使电化学反应过程中参与的离子数量减少,并且能够减轻离子嵌入和脱出过程中晶格的膨胀和收缩,从而提高了氧化钨晶格在电化学循环过程中的稳定性。因此,解决了液相法制备电致变色薄膜循环稳定性差的问题,推动了低成本制备电致变色器件的发展。(4)基于氧化钨量子点本论文还制备了量子点聚乙烯醇PVA复合薄膜,并研究了其光致变色性能。相比于普通的纳米材料,量子点在三个维度上都具有极小的尺寸,能够缩短光生电子空穴对的迁移距离,同时可以提供更多的表面反应活性位点,促进了光激发氧化还原反应进程,使复合薄膜具有优异的光致变色性能,包括大的光学调制幅度(>80%)和快的光响应速度(<30 s)。氧化钨量子点乙二醇溶液可以直接作为光致变色墨水,在紫外光照和避光交互作用下显示和褪去。
陈云翔[6](2020)在《复合结构二氧化钒基纳米粉体制备及性能研究》文中指出二氧化钒(VO2)是一种典型的热致变色材料,在68°C附近出现可逆的金属-半导体相变,并伴随光学性能的巨大变化,对近红外波段的透过率由低温时的高透过变为高温时的高反射状态。利用这种热致变色特性可以研发VO2温控智能节能窗,实现对太阳热的自动调控,其在建筑节能领域展现出巨大的应用前景。当前,在VO2智能窗的研发中主要采用两种制备方式,即在玻璃上直接镀膜,如广泛应用于工业镀膜的磁控溅射物理镀膜方式,和首先制备出VO2纳米粉体,再与适当的高分子材料复合,形成贴膜或涂料等化学制膜方式。其中,基于VO2纳米粉体的化学制备方式,由于设备和工艺相对简单,薄膜光学性能优异,以及颜色等性能调节范围大等突出优点,获得工业界的极大重视。但是,实现以化学方式制备的VO2智能窗的产业化仍然存在若干瓶颈课题,如薄膜可见光透过率(Tlum)和太阳能调节效率(ΔTsol)低,特别是由于VO2化学价多变,在复杂苛刻的应用环境中容易产生化学结合状态的变化,从而失去温控相变功能,实现VO2智能窗的耐候与稳定是其应用中的巨大挑战。最后,在实现温控智能调节的同时实现智能窗的多功能化,可以提高产品的附加价值和市场竞争能力,因此,多功能薄膜的研发也成为了目前智能窗领域的一个研究热点。针对VO2温控智能窗的上述瓶颈问题,在本论文中,通过合成复合结构的VO2基纳米粉体,对VO2纳米颗粒进行改性与保护,以提升VO2薄膜的光学性能与耐候稳定性。之后利用改性后的VO2基复合粉体制备出综合性能优异的VO2基热致变色薄膜,并对其光学性能与耐候稳定性能进行测试,分析性能提升的作用机理。最后,将性能优异的VO2薄膜与亲/疏水材料进行复合,最终得到多功能VO2基热致变色薄膜,对VO2智能窗在建筑节能领域推广与应用具有重要意义。本论文的主要研究内容与结论总结如下:(1)采用水热法制备得到了形貌均一,尺寸较小且分散性好的VO2(M)纳米粉体。之后分别采用TEOS(正硅酸乙酯,Tetraethyl Orthosilicate)-NH3·H2O体系与Na2Si O3-H2SO4体系,对合成的VO2进行Si O2壳层包覆,得到了复合结构的VO2@Si O2纳米粉体。对复合粉体的光学性能及耐候稳定性进行测试,结果显示其性能提升主要体现在耐候稳定性方面:在60°C,90%相对湿度的环境条件下,无包覆的VO2纳米粉体在72 h后完全失去相变性能,采用Na2Si O3-VO2体系合成的VO2@Si O2复合粉体仍保有25.3%的相变性能。(2)使用抗坏血酸(AA)对VO2纳米粉体进行预处理,得到了AA-VO2复合粉体。AA分子通过C-O-V键结合在VO2纳米颗粒表面,使VO2表面形成H掺杂HxVO2壳层。经过AA处理后的VO2复合粉体在溶液中的抗氧化性与耐酸性提升,能够在1 mol/L过氧化氢溶液与0.5 mol/L硫酸溶液中保持相对稳定。此外AA-VO2复合粉体耐候稳定性提升,在60°C,90%相对湿度下,经过3天老化实验后焓值仅降低0.9 J/g。经过10天老化实验后,粉体仍保有56.3%的相变性能。(3)以氧化锌为包覆VO2纳米颗粒的壳层材料,成功合成出Core-Shell结构的VO2@Zn O复合粉体。相比于VO2薄膜,VO2@Zn O薄膜光学性能与耐候稳定性能提升明显:可见光透过率Tlum由38.9%提升至51.0%(提高了31.1%),太阳能调节效率ΔTsol由17.2%提升至19.1%(提高了11.0%),且在60°C,90%相对湿度的条件下经过1000 h的老化测试后,太阳能调节效率ΔTsol从19.1%仅降低至14.7%,仍保有约77%的热致变色性能。该综合性能已能够满足VO2智能窗的实际应用要求。(4)利用正硅酸乙酯(TEOS)与十七氟癸基三乙氧基硅烷(PFDTES)为反应前驱体,分别制备出Si O2基亲水涂料与F-Si O2基疏水涂料,并与VO2薄膜进行复合,得到了疏水/防雾多功能VO2基薄膜。此外,表面的疏水层还一定程度上提升了VO2薄膜的耐候稳定性,结果显示在60°C,90%相对湿度的环境条件下,VO2复合薄膜的太阳能调节效率从初始时ΔTsol=16.0%,经过120 h后降低至11.9%,240 h后ΔTsol为8.3%,仍保有约51%的调节性能。相比于普通的VO2薄膜,耐候稳定性能提升约4~5倍。
曾慧[7](2020)在《聚噻吩基电致变色复合材料的制备及性能研究》文中研究指明电致变色材料作为一种新型智能材料,可通过电化学反应实现可逆、持续地改变其光学性质,在外观上表现为颜色和透明度的可逆变化。近年来,导电高分子型电致变色材料由于其所具备的诸多优势,成为了当前研究的热点。其中,聚(3,4-乙撑二氧噻吩)(PEDOT)作为一种五元杂环共轭聚合物是一种非常有前途的电致变色材料。本文以PEDOT作为主要研究对象开发了两种电致变色复合材料并设计组装了半固态层压传动式电致变色器件,分别对其结构形貌和电致变色性能进行了相关测试和分析。具体如下所示:1. 通过原位聚合制备了聚(3,4-乙撑二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸)/氧化石墨烯电致变色复合材料。氧化石墨烯良好的导电性提高了薄膜的峰电流密度和插层面积,增强了活性成分之间的电荷转移,从而使复合材料具有良好的电致变色性能。氧化石墨烯的高比表面积片层结构则为PEDOT:PSS提供了大量的活性位点,以促使电致变色薄膜与导电基底的接触更为牢固、成膜性更好;同时也可以更好地完成氧化还原反应中电子和离子的注入/抽出过程。因此,该电致变色薄膜表现出优异的电致变色性能,可以产生从浅蓝色变为深蓝色的可逆颜色变化。与PEDOT:PSS薄膜相比,PEDOT:PSS/GO薄膜变色范围更广(ΔT=34.94%),具有更大的锂离子扩散系数(2.95×10-15 cm2 s-1),更短的响应时间(着色响应时间/褪色响应时间分别为1.27 s/2.5 s)以及更高的着色效率(172.08 cm2/c)。2. 通过共混法制备了聚(3,4-乙撑二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸)/三氧化钨溶胶电致变色复合材料。该复合材料能够克服无机电致变色颜色变化单一、响应时间较长和有机电致变色材料基底成膜难等自身缺陷,最大化的相互促进以改善电致变色性能。三氧化钨溶胶良好的成膜性和分散性以及簇团间吸附水的作用,使得薄膜和电解质溶液之间的界面势垒降低,从而有利于离子在氧化还原反应中的扩散传输。另外,复合材料疏松的多链状结构,增加了薄膜与电解液之间的有效接触面积,同时也缩短了电子/离子的转移路径,从而有利于电解液的渗透与传输过程。与PEDOT:PSS薄膜相比,PEDOT:PSS/WO3薄膜具有更宽的光学对比度(ΔT=28.98%)、更高的离子扩散系数(4.81×10-15 cm2 s-1)、更短的响应时间(着色响应时间/褪色响应时间分别为2.37s/2.3 s)以及更高的着色效率(131.47 cm2/c)。3. 以PEDOT:PSS/WO3复合材料设计组装了半固态层压传动式电致变色器件。半固态电解质促进了电致变色材料发生氧化还原反应,增强了在整个电化学反应中锂离子的注入/抽出过程,使器件具有稳定持久的“记忆效应”以及在低电压下稳定的变色过程,在降低功耗、节约能源方面有着可观的前景。实验结果表明,该器件具有较宽的变色范围(ΔT>35%),稳定的着色/褪色状态以及良好的循环稳定性(75v%WO3时ΔT降幅约为7.4%)。
贺强[8](2020)在《面向智能窗的温敏材料的制备及其太阳光调制性能研究》文中研究指明随着人们对生活要求的提升,已经发明出许多设备用于营造舒适的室内环境,例如空调,冰箱和电风扇等。这些电器设备无疑使得我们的生活更加舒适,但是这也无法避免地造成了大量电力的消耗,从而导致许多环境问题,例如温室效应,大气污染和能源枯竭等。报道显示发达国家每年用于室内温度调节消耗的电量接近10%,这是一个非常大的能源消耗占比,亟待解决。智能窗是一种通过对普通玻璃进行改良,使得其对适当的外部刺激,例如热、电、光等产生响应从而改变其光透过率的设备,通过这些设备,人们可以操控进入室内的光线从而达到控制室温的目的,从而起到减少控温能源消耗的作用。本论文研究目的即为基于已有的两种热致变色温敏材料,聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM),羟丙基纤维素(HPC)开发智能窗,用于减少室内控温的能量消耗,从而实现节能的目标,全文研究内容如下:(1)基于PNIPAM,我们向其中加入无机温敏相变材料W掺杂VO2(W-VO2),研究了W-VO2的含量与太阳光调制性能之间的关系,解决PNIPAM红外光调节性能差的问题。另外PNIPAM作为高分子微凝胶时呈现流动态,不利于实际使用,我们向其中引入聚丙烯酰胺作为高分子骨架改变其凝聚状态,系统研究了PAM的含量与制备的热致变色水凝胶的凝胶强度之间的关系。最后选取合适含量PAM时制备的水凝胶构筑PAM-PNIPAM/W-VO2智能窗。构筑的智能窗的太阳光调制能力为46.3%,并且这种智能窗具有优异的耐候性能。(2)基于HPC,我们选用甘油和水的混合溶剂溶解这种高分子材料,由于甘油优异的抗冻性能,制备出一种具有显着抗冻性能的热致变色微凝胶,并且系统研究了这种微凝胶的相变温度,抗冻性能和光调制性能与甘油含量的关系。研究结果显示随着甘油的添加,HPC凝胶的相变温度下降,抗冻性能显着提升。当甘油含量为33%时,HPC微凝胶的相变温度下降9℃,冰点下降至-15℃。(3)赋予了抗冻性能的HPC微凝胶,向其中引入具有高电导率的电解质LiClO4,制备具有热致变色特性的电解液,与水热法制备的具有电致变色性能的WO3纳米纤维膜整合,成功构筑了热电复合响应多功能智能窗。系统研究了LiClO4对凝胶的相变温度和光调制性能的影响,测试了复合智能窗的光调制性,制备出的这种智能窗可以实现无窗帘状态下的室内全隐私保护。
汤凯[9](2019)在《三氧化钨基复合纳米线阵列的设计合成与电致变色特性研究》文中提出电致变色材料通过低电压控制(通常<5V)可以实现颜色的可逆变化以及对光的透过、吸收与反射率的动态可调,从而能够有效地利用太阳能,是一类环保节能型材料,在智能窗、静态显示、汽车防眩目后视镜、电子纸以及其他节能领域具有广泛的应用前景。三氧化钨作为一种典型的无机电致变色材料,具有颜色对比度高、稳定性好和易于合成等优点。三氧化钨具有不同的同素异构体,其中六方相WO3由于具有利于离子传输的四边形和六边形的大通道,从而在电致变色领域具有独特的优势,但也存在着颜色变化单一、变色效率较低以及循环稳定性不佳等缺点。在本论文的研究工作中,作者采用纳米尺度控制、异类元素掺杂、界面调控以及结构复合等策略获得了一系列氧化钨基纳米结构电致变色材料与器件,主要包括WO3纳米棒/V2O5纳米点杂化阵列结构,实现了高变色效率的多色显示;具有快速变色响应的晶态/非晶态WO3核/壳纳米线阵列结构;具有优秀的循环稳定性的WO3/TiO2核壳纳米线异质结构;晶态WO3/Ti掺杂非晶态WO3核壳纳米线结构,并对其电致变色-储能双功能特性进行了研究。具体的研究内容与成果如下:1)目前关于氧化钨基多色彩无机电致变色纳米材料的研究很少。在本文第三章中,采用电沉积和溶剂热相结合的方法合成了 WO3纳米棒/V2O5纳米点复合阵列。结构表征结果显示,WO3纳米棒的直径从基部(80 nm)到尖端(30 nm)逐渐变细,而获得的V2O5点的平均直径(2.7 nm)小于V2O5的激子波尔半径(4.5 nm)。性能测试表明复合纳米棒阵列能够在橙黄色,黄绿色和黑色三种颜色之间转变,丰富了 WO3基复合材料的色彩领域。并且与单组分的WO3和V2O5材料相比,复合纳米棒阵列的透过率对比度、响应时间、着色效率以及循环稳定性都获得了明显提高。作者认为性能与反应动力学的增强可以归因于WO3纳米棒与V2O5纳米点之间的协同作用以及垂直定向的纳米阵列结构。2)WO3的结晶特征与匹配对电致变色性能的影响。在本文第四章中,基于不同结晶程度氧化钨复合的策略,结合磁控溅射和溶剂热法合理构造了晶态/非晶态三氧化钨核壳纳米线阵列。显微结构表征证明单晶六方相三氧化钨纳米核被非晶态三氧化钨纳米壳包裹。纳米壳的厚度可以通过溅射技术精确地调节,从而显着提高了核壳纳米线的性能。经过复合之后纳米线的着色时间由5.6 s加快到了 3.6 s,着色效率由52.1 cm2·C-1提升到了 83.6 cm2·C-1,并且其光学对比度与循环稳定性都有所提高。性能的增强主要是因为非晶态纳米壳和晶态纳米核的优势互补,以及它们之间的界面相互作用。3)基于具有能带匹配关系的过渡金属氧化物异质结构的性能增强机理。在本文第五章中,通过结合磁控溅射技术和溶剂热法合理构造了新颖的WO3/TiO2核壳纳米线异质结构。HRTEM表征显示出锐钛矿型TiO2壳与六方相WO3核之间形成了半共格界面。光吸收谱显示异质结构的吸收边发生了红移,X射线光电子能谱(XPS)检测到复合前后产生了明显的特征峰峰位移动,显示出核壳之间存在着界面交互作用。通过改变工艺参数探索了TiO2壳的厚度对核壳纳米线性能的影响。优化后WO3/TiO2核壳纳米线的着色效率是纯WO3纳米线的2倍,在可见光和近红外区域都显示出良好的光学对比度,经过3000圈循环后对比度保持率可达95.6%。4)在本文第六章中,利用溶剂热和磁控溅射技术成功制备了具有电致变色-储能双功能特性的晶态氧化钨/钛掺杂非晶态氧化钨核壳纳米线阵列结构。通过高分辨透射电子显微镜可以观察到晶态氧化钨纳米线表面均匀地包裹了一层非晶态钛掺杂氧化钨纳米壳。拉曼光谱分析结果表明钛掺杂有助于提高氧化钨薄膜的结晶温度,增强薄膜的非晶化程度,从而促进了离子传输并增强了循环可逆性。其中着色态核壳纳米线在可见光(633 nm)和近红外(1500 nm)透过率可低至5%和1%,透过率调控范围高达88.8%和90.0%;着色速度(着色时间:2.5 s)和着色效率(101.3 cm2·C-1)约为复合前的2.5倍。在能量存储方面,复合后比容量(32.2 mF/cm2)是复合前的1.4倍,并且经过2000次恒电流充放电其容量并没有明显的衰减,而且在充放电过程中材料颜色会随之发生改变,从而实现能量储存状态可视化,为发展智慧型节能储能材料与器件提供了可能。
龙世伟[10](2019)在《二氧化钒基多层薄膜的结构设计、可控制备及性能研究》文中进行了进一步梳理二氧化钒(VO2),作为一种过渡金属氧化物,具有热致变色特性,即对外界温度变化产生半导体-金属相变响应。使其在相变前后伴随光学、电学等物理性能突变。光学特性中,其呈现出低温相红外线高透过率,高温相红外线高反射率。因此,可应用于智能节能窗。近年来,由于VO2室温相变特性与节能应用息息相关,使得VO2基智能窗薄膜的研究颇为丰富。截止目前,VO2智能窗薄膜的实际应用还面临以下问题:(1)本征相变温度较高(68°C);(2)可见光波段积分透过率(Tlum)较低;(3)太阳能调节效率(ΔTsol)较低;(4)薄膜稳定性较差,即耐候性差;(5)棕黄色发光,人眼舒适度低。因此,针对以上研究困境,本文设计了一系列VO2基多层及复合薄膜结构,着重研究薄膜的智能窗光学特性及稳定性能。取得的主要研究结论如下:1、以WO3为增透减反膜层,设计WO3/VO2/WO3(WVW)三明治结构纳米薄膜,并计算获得各层膜较佳层膜厚(30 nmWO3/50 nmVO2/30 nmWO3)。以普通玻璃为衬底,采用反应磁控溅射技术制备WVW结构薄膜。研究表明WVW结构薄膜各层成膜质量均匀,WO3-VO2界面存在晶格匹配关系。薄膜低温相可见光透过率提升49%(Tlum-L=55.4%)。由于界面W、V元素互扩散,薄膜相变温度降低。WO3膜层同时作为保护层,使薄膜耐候性能明显提升。2、设计并制备玻璃/V2O3/VO2双层结构薄膜,评价薄膜光学性能。顶层VO2因V2O3缓冲层的嵌入结晶度提升,薄膜太阳能调节能力得到有效提升(ΔTsol=13.2%,提升率为76%),近红外热滞回线宽度在V2O3缓冲层作用下宽化,薄膜耐候稳定性因VO2层的高结晶度及V2O3缓冲层引入而提升。3、将SiNx作为VO2薄膜增透减反层及钝化层,设计并制备SiNx-VO2复合多层薄膜,研究薄膜光学优化性能及疲劳稳定性能。SiNx/VO2/SiNx(SVS)三明治结构薄膜太阳能量调节效率提升明显(ΔTsol=14.2%,提升率为32%),同时低温相可见光透过率也得到提升(Tlum-L=39.1%,提升率为8.6%),实验结果与基于传递矩阵的光学模拟一致。另外,进行VO2单层薄膜及SVS薄膜相变疲劳循环实验(循环时间超过2年),表明SVS具有优异疲劳循环稳定性能,SVS理论服役寿命超过27年,6倍于单层VO2薄膜。薄膜失效机制得以论证,VO2表面的非线性梯度氧化及长期相变过程中由于体胀系数变化而使表面产生的微裂纹是导致VO2单层薄膜服役失效的主要原因。4、进行VO2多孔结构薄膜设计。采用磁控溅射共溅射方法,通过精确控制溅射参数,结合特殊后退火工艺,制备VO2多孔结构薄膜。PTFE(特氟龙)材料可作为薄膜自模板,在特殊后退火过程中对VO2致密薄膜进行结构造孔。由于产生局域表面等离子体共振吸收效应(LSPR),最终获得具有超高可见光透过率(Tlum-L=78.0%)及高太阳能调光能力(ΔTsol=14.1%)的VO2多孔结构薄膜。并且基于Maxwell-Garnett原理提出理想化混合模型,理论分析光学性能的巨大变化,并拓展智能窗应用领域到汽车前挡风玻璃(Tlum>70%,ΔTsol>10%)。5、利用硝酸溶液对室温溅射并后退火结晶的VO2连续薄膜进行表面刻蚀改性,规范化刻蚀过程,获得表面为颗粒孤岛结构的VO2薄膜。刻蚀后薄膜表面颗粒产生近红外局域表面等离子体共振吸收效应(LSPR)使其具有高太阳能调光能力(ΔTsol=11.9%),同时带来了高可见光透过率(Tlum=59.8%)。类比喀斯特地貌形成原因,薄膜刻蚀机理推测如下:刻蚀过程沿晶界进行,非晶态VO2与小尺寸晶粒优先反应溶解,最后可达去粗取精效果。基于Maxwell-Garnett提出理想化混合模型,理论分析薄膜光学性能的优化机制。
二、溶胶—凝胶法制备WO_3气致变色薄膜(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、溶胶—凝胶法制备WO_3气致变色薄膜(论文提纲范文)
(1)氟铌共掺二氧化钛阵列-非晶氧化钨复合薄膜的制备及电致变色性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 WO_3 |
1.2.1 WO_3结构 |
1.2.2 WO_3电致变色机理 |
1.3 TiO_2 |
1.3.1 TiO_2结构 |
1.3.2 掺杂锐钛矿型TiO_2的电致变色机理 |
1.4 微细加工技术 |
1.4.1 传统微细加工工艺 |
1.4.2 感光溶胶-凝胶微细加工工艺 |
1.5 TiO_2、非晶WO_3复合薄膜国内外研究现状 |
1.5.1 重掺杂TiO_2薄膜研究现状 |
1.5.2 非晶WO_3复合薄膜研究现状 |
1.6 选题意义 |
2 实验 |
2.1 实验方案 |
2.2 实验原料及设备 |
2.2.1 实验原料 |
2.2.2 实验设备 |
2.3 材料表征方法 |
2.3.1 微观性能表征 |
2.3.2 电学性能表征 |
2.3.3 电致变色性能表征 |
3 氟铌共掺TiO_2薄膜制备及性能研究 |
3.1 氟铌共掺TiO_2薄膜制备 |
3.1.1 溶胶配制 |
3.1.2 薄膜制备 |
3.2 氟铌共掺TiO_2薄膜微观组织结构分析 |
3.2.1 薄膜XRD表征 |
3.2.2 薄膜TEM表征 |
3.2.3 薄膜XPS表征 |
3.3 薄膜光电性能分析 |
3.3.1 光学性能分析 |
3.3.2 电学性能分析 |
3.4 小结 |
4 氟铌共掺TiO_2阵列的制备及电致变色性能研究 |
4.1 氟铌共掺TiO_2阵列制备 |
4.2 溶胶感光性分析 |
4.3 阵列制备工艺探究 |
4.4 阵列的晶体结构与结合力测试分析 |
4.4.1 阵列晶体结构分析 |
4.4.2 阵列结合力测试分析 |
4.5 阵列结构参数对氟铌共掺TiO_2阵列电致变色性能影响 |
4.5.1 格点高度对阵列电致变色性能的影响 |
4.5.2 格点直径对阵列电致变色性能的影响 |
4.5.3 线性回归模型的建立以及分析计算 |
4.6 本章小结 |
5 氟铌共掺TiO_2阵列-非晶WO_3复合薄膜制备及电致变色性能研究 |
5.1 氟铌共掺TiO_2阵列-非晶WO_3复合薄膜制备 |
5.1.1 溶胶配制 |
5.1.2 薄膜制备 |
5.2 氟铌共掺TiO_2阵列-非晶WO_3复合薄膜微观组织结构分析 |
5.2.1 复合薄膜XRD表征 |
5.2.2 复合薄膜AFM表征 |
5.2.3 复合薄膜EDS分析 |
5.2.4 复合薄膜SEM表征 |
5.3 氟铌共掺TiO_2阵列-非晶WO_3复合薄膜电致变色性能分析 |
5.4 本章小结 |
6 结论 |
致谢 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文 |
攻读硕士学位期间申请的专利 |
攻读硕士学位期间参加的会议 |
(2)氧化性电解液添加剂对WO3电致变色性能的影响研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 电致变色 |
1.2.1 电致变色器件结构及工作原理 |
1.2.2 电致变色器件评价方法与性能指标 |
1.2.3 电致变色器件的应用 |
1.3 电致变色材料 |
1.3.1 有机电致变色材料 |
1.3.2 无机电致变色材料 |
1.4 WO_3电致变色材料研究进展 |
1.4.1 WO_3 电致变色机理 |
1.4.2 WO_3 薄膜的制备方法 |
1.4.3 WO_3电致变色材料的问题及研究进展 |
1.5 本课题的选题依据及主要研究内容 |
2 实验材料及表征 |
2.1 实验仪器及原料 |
2.1.1 实验仪器 |
2.1.2 实验原料 |
2.2 微观结构与成分分析 |
2.2.1 扫描电子显微镜 |
2.2.2 X射线衍射分析 |
2.3 电化学与光学性能表征 |
3 H_2O_2改性电解液对WO_3电致变色性能的影响 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 WO_3 粉末与分散液制备 |
3.2.2 WO_3 薄膜的制备 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 WO_3粉体的形貌与结构分析 |
3.3.2 WO_3薄膜的形貌与光学性能分析 |
3.4 H_2O_2改性电解液对WO_3电化学与电致变色性能的影响 |
3.4.1 电化学性能分析 |
3.4.2 光学性能分析 |
3.5 本章小结 |
4 HNO_3改性电解液对WO_3电致变色性能的影响 |
4.1 引言 |
4.2 HNO_3改性电解液对WO_3电化学与光学性能影响 |
4.2.1 电化学性能分析 |
4.2.2 光学性能分析 |
4.3 HNO_3改性电解液提升循环稳定性的机理探讨 |
4.3.1 HClO_4对WO_3光学性能影响 |
4.3.2 LiNO_3对WO_3光学性能影响 |
4.4 本章小结 |
5 结论与展望 |
5.1 总结 |
5.2 展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间取得的学术成果 |
致谢 |
(3)基于五氧化二铌薄膜的电致变色器件制备及其性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 电致变色材料 |
1.2.1 无机电致变色材料 |
1.2.2 有机电致变色材料 |
1.2.3 离子液体 |
1.3 电致变色薄膜的制备方法 |
1.3.1 磁控溅射法 |
1.3.2 溶胶-凝胶法 |
1.3.3 电化学沉积法 |
1.3.4 化学气相沉积法 |
1.4 电致变色器件的结构及性能 |
1.4.1 电致变色器件的结构 |
1.4.2 电致变色器件的性能参数 |
1.5 电致变色材料的应用 |
1.5.1 电致变色智能窗 |
1.5.2 防眩目后视镜 |
1.5.3 电致变色显示器 |
1.5.4 电子纸 |
1.5.5 军事伪装设备 |
1.5.6 电子束印刷技术及传感器 |
1.5.7 太阳镜和护目镜 |
1.6 五氧化二铌电致变色研究现状 |
1.6.1 五氧化二铌基本性质 |
1.6.2 五氧化二铌薄膜制备方法 |
1.7 本文的选题依据、主要研究内容及创新点 |
1.7.1 本文的选题依据 |
1.7.2 本文的主要研究内容 |
1.7.3 本文的创新点 |
第二章 五氧化二铌薄膜的溶胶-凝胶法制备及其电致变色性能 |
2.1 引言 |
2.2 实验方法 |
2.2.1 实验试剂及仪器 |
2.2.2 实验步骤 |
2.2.3 表征与测试 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 反应机理 |
2.3.2 退火温度对Nb_2O_5 薄膜形貌结构的影响 |
2.3.3 退火温度对Nb_2O_5 薄膜性能的影响 |
2.3.4 Nb_2O_5 电致变色器件(ECD)的性能 |
2.4 本章小结 |
第三章 五氧化二铌薄膜的溶剂热法制备及其电致变色性能 |
3.1 引言 |
3.2 实验方法 |
3.2.1 实验试剂及仪器 |
3.2.2 实验步骤 |
3.2.3 表征与测试 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 反应机理 |
3.3.2 反应时间对Nb_2O_5 薄膜形貌结构的影响 |
3.3.3 乙醇浓度对Nb_2O_5薄膜形貌结构及其性能的影响 |
3.3.4 反应温度对Nb_2O_5薄膜形貌结构及其性能的影响 |
3.3.5 选取最优制备条件并研究Nb_2O_5薄膜的电致变色性能 |
3.3.6 采用不同电解质的Nb_2O_5电致变色器件的性能 |
3.4 本章小结 |
第四章 五氧化二铌/氧化镍互补器件的制备及其电致变色性能 |
4.1 引言 |
4.2 实验方法 |
4.2.1 实验试剂及仪器 |
4.2.2 实验步骤 |
4.2.3 表征与测试 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 NiO薄膜的形貌表征 |
4.3.2 NiO薄膜的电致变色性能 |
4.3.3 Nb_2O_5/ NiO互补器件的电致变色性能 |
4.4 本章小结 |
第五章 结论与展望 |
5.1 全文总结 |
5.2 工作展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
致谢 |
(4)基于氧化钼纳米结构的薄膜与器件制备及其电致变色性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 电致变色的发展历史 |
1.3 电致变色材料 |
1.3.1 无机电致变色材料 |
1.3.2 有机电致变色材料 |
1.4 电致变色器件及其应用 |
1.4.1 电致变色器件的结构 |
1.4.2 电致变色器件的工作原理 |
1.4.3 电致变色器件的性能指标 |
1.4.4 电致变色的应用 |
1.5 电致变色薄膜的制备方法 |
1.5.1 物理法 |
1.5.2 化学法 |
1.6 氧化钼电致变色薄膜的研究进展 |
1.6.1 氧化钼电致变色薄膜简介 |
1.6.2 氧化钼电致变色薄膜的制备 |
1.7 本文的选题依据、意义、及研究内容 |
1.7.1 选题依据 |
1.7.2 选题意义 |
1.7.3 研究内容 |
1.7.4 创新之处 |
第二章 氧化钼薄膜的电沉积法制备及其电致变色性能 |
2.1 引言 |
2.2 实验 |
2.2.1 实验试剂与仪器 |
2.2.2 实验过程 |
2.2.3 样品表征 |
2.2.4 薄膜性能测试 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 薄膜结构与形貌分析 |
2.3.2 薄膜电致变色性能分析 |
2.4 本章小结 |
第三章 氧化钼薄膜的水热法制备及其电致变色性能 |
3.1 引言 |
3.2 实验 |
3.2.1 实验试剂与仪器 |
3.2.2 实验过程 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 薄膜形貌与结构分析 |
3.3.2 薄膜的性能测试 |
3.4 本章小结 |
第四章 氧化钼/聚吡咯互补型电致变色器件的制备与性能 |
4.1 引言 |
4.2 实验 |
4.2.1 实验试剂和药品 |
4.2.2 实验过程 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 互补型器件1 的电致变色性能 |
4.3.2 互补型器件2 的电致变色性能 |
4.4 本章小结 |
第五章 结论与展望 |
5.1 全文总结 |
5.2 工作展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果 |
致谢 |
(5)氧化钨的制备及应用研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 氧化钨的基本性质 |
1.1.1 晶体结构和化学计量比 |
1.1.2 能带结构 |
1.1.3 电导性质 |
1.1.4 光学性质 |
1.1.5 掺杂 |
1.2 氧化钨材料制备的常用方法 |
1.2.1 气相法 |
1.2.2 液相法 |
1.3 窗户与节能 |
1.3.1 降低导热系数 |
1.3.2 降低辐射率 |
1.3.3 太阳热辐射控制 |
1.4 氧化钨与节能窗 |
1.4.1 透明隔热 |
1.4.2 电致变色 |
1.4.3 气致变色 |
1.4.4 光致变色 |
1.5 本课题研究内容 |
第二章 溶剂热法制备纳米铯钨青铜 |
2.1 引言 |
2.2 实验 |
2.2.1 实验材料 |
2.2.2 实验方法 |
2.2.3 表征方法 |
2.2.4 模拟房隔热性能测试 |
2.3 结果与讨论 |
2.4 本章小结 |
第三章 原位聚合制备Cs_(0.32)WO_3/PMMA纳米复合材料及其在节能窗的应用 |
3.1 引言 |
3.2 实验 |
3.2.1 实验材料 |
3.2.2 铯钨青铜粉体的制备 |
3.2.3 铯钨青铜分散液的制备 |
3.2.4 纳米复合材料的制备 |
3.2.5 表征方法 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 铯钨青铜粉体及分散液 |
3.3.2 CWO/PMMA纳米复合材料的制备 |
3.3.3 CWO/PMMA纳米复合材料的微观结构 |
3.3.4 光学性能分析 |
3.3.5 高温高湿环境下稳定性测试 |
3.3.6 热稳定性和机械性能 |
3.3.7 机械性能测试 |
3.3.8 隔热性能测试 |
3.4 本章小结 |
第四章 氧化钨量子点电致变色 |
4.1 引言 |
4.2 实验 |
4.2.1 实验原料 |
4.2.2 氧化钨量子点的制备 |
4.2.3 氧化钨量子点水溶液 |
4.2.4 导电玻璃基板的清洗 |
4.2.5 电致变色薄膜的制备 |
4.2.6 表征方法 |
4.2.7 电化学和电致变色性能测试 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 氧化钨量子点的制备与表征 |
4.3.2 电致变色薄膜的制备与表征 |
4.3.3 锂离子电解液中的电致变色和电化学性能 |
4.3.4 有机物包覆氧化钨量子点薄膜 |
4.3.5 铝离子电解液中的电致变色和电化学性能 |
4.3.6 铝离子电解液与锂离子电解液对比 |
4.3.7 记忆效应 |
4.4 本章小结 |
第五章 氧化钨量子点光致变色 |
5.1 引言 |
5.2 实验 |
5.2.1 实验原料 |
5.2.2 氧化钨量子点的制备 |
5.2.3 WQDs/PVA复合薄膜的制备 |
5.2.4 WQDs/PVA水凝胶的制备 |
5.2.5 表征方法 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 氧化钨量子点溶液的变色性质 |
5.3.2 WQDs/PVA薄膜 |
5.3.3 隐形墨水 |
5.3.4 透明可擦写平板显示 |
5.4 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 创新点 |
6.3 展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的论文及申请的专利 |
致谢 |
(6)复合结构二氧化钒基纳米粉体制备及性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 智能节能玻璃的种类 |
1.2.1 光致变色玻璃 |
1.2.2 电致变色玻璃 |
1.2.3 气致变色玻璃 |
1.2.4 热致变色玻璃 |
1.3 二氧化钒的基本性质 |
1.3.1 钒的氧化物 |
1.3.2 二氧化钒晶体结构 |
1.3.3 二氧化钒的相变性质 |
1.4 二氧化钒的相变机理 |
1.5 二氧化钒粉体制备方法 |
1.5.1 热分解法 |
1.5.2 水热反应法 |
1.5.3 溶胶-凝胶法 |
1.5.4 其他方法 |
1.6 二氧化钒薄膜综合性能 |
1.6.1 相变温度 |
1.6.2 可见光透过率和太阳能调节效率 |
1.6.3 耐候稳定性 |
1.7 选题依据及主要研究内容 |
1.7.1 选题依据 |
1.7.2 主要研究内容 |
第2章 VO_2@SiO_2复合粉体制备及性能研究 |
2.1 引言 |
2.2 实验工艺及表征方法 |
2.2.1 实验原料及仪器设备 |
2.2.2 实验流程 |
2.2.3 实验表征及分析 |
2.3 实验结果及讨论 |
2.3.1 VO_2(M)纳米颗粒物相与形貌表征 |
2.3.2 VO_2@SiO_2复合粉体的形貌表征 |
2.3.3 粉体/薄膜光学性能与耐候稳定性测试 |
2.4 本章小结 |
第3章 表面H掺杂AA-VO_2纳米粉体性能研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验工艺及表征方法 |
3.2.1 实验原料及仪器设备 |
3.2.2 实验流程 |
3.2.3 实验表征及分析 |
3.3 实验结果与讨论 |
3.3.1 AA-VO_2复合粉体形貌及物相分析 |
3.3.2 AA-VO_2粉体/薄膜稳定性测试 |
3.3.3 机理分析 |
3.4 本章小结 |
第4章 Core-Shell型 VO_2@ZnO复合粉体制备及性能研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验工艺及表征方法 |
4.2.1 实验原料及仪器设备 |
4.2.2 实验流程 |
4.2.3 实验表征及分析 |
4.3 实验结果与讨论 |
4.3.1 VO_2@ZnO复合粉体形貌表征 |
4.3.2 VO_2@ZnO复合粉体相变温度与薄膜光学性能 |
4.3.3 VO_2@ZnO复合薄膜耐候稳定性测试 |
4.4 本章小结 |
第5章 疏水/防雾多功能VO_2基薄膜制备及性能研究 |
5.1 引言 |
5.2 实验工艺及表征方法 |
5.2.1 实验原料及仪器设备 |
5.2.2 实验流程 |
5.2.3 实验表征及分析 |
5.3 实验结果与讨论 |
5.3.1 SiO_2透明亲水涂料表征与测试 |
5.3.2 F-SiO_2透明疏水涂料表征与测试 |
5.3.3 VO_2复合薄膜耐候稳定性能测试 |
5.4 本章小结 |
第6章 全文总结与展望 |
6.1 全文总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
(7)聚噻吩基电致变色复合材料的制备及性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 电致变色材料与技术概述 |
1.2 电致变色材料种类及变色机理 |
1.2.1 无机电致变色材料 |
1.2.2 有机电致变色材料 |
1.2.3 电致变色复合材料 |
1.3 电致变色器件与应用 |
1.3.1 电致变色器件 |
1.3.2 电致变色器件的应用 |
1.4 电致变色关键技术指标 |
1.4.1 光学透过率 |
1.4.2 响应时间 |
1.4.3 循环稳定性 |
1.4.4 着色效率 |
1.4.5 离子扩散系数 |
1.5 选题依据与研究内容 |
1.5.1 选题依据 |
1.5.2 研究内容 |
第二章 实验部分 |
2.1 实验材料及仪器 |
2.1.1 实验原料 |
2.1.2 实验仪器 |
2.2 电致变色复合材料制备 |
2.2.1 原位聚合制备PEDOT:PSS/GO电致变色复合材料 |
2.2.2 共混法制备PEDOT:PSS/WO_3电致变色复合材料 |
2.3 材料表征与性能测试 |
2.3.1 结构测试 |
2.3.2 形貌测试 |
2.3.3 电化学性能测试 |
2.3.4 光学性能测试 |
第三章 PEDOT:PSS/GO的结构与电致变色性能 |
3.1 PEDOT:PSS/GO的结构特征分析 |
3.1.1 形貌分析 |
3.1.2 结构分析 |
3.2 PEDOT:PSS/GO的电致变色性能分析 |
3.2.1 电化学性能分析 |
3.2.2 光学性能分析 |
3.3 本章小结 |
第四章 PEDOT:PSS/WO_3的结构与电致变色性能 |
4.1 三氧化钨对复合材料电致变色性能的影响 |
4.1.1 三氧化钨粉对复合材料电致变色性能的影响 |
4.1.2 三氧化钨溶胶的制备及作用机理 |
4.2 PEDOT:PSS/WO_3的结构特征分析 |
4.2.1 形貌分析 |
4.2.2 结构分析 |
4.3 PEDOT:PSS/WO_3的电致变色性能分析 |
4.3.1 电化学性能分析 |
4.3.2 光学性能分析 |
4.4 本章小结 |
第五章 聚噻吩基电致变色器件的制备与研究 |
5.1 实验材料及仪器 |
5.1.1 实验材料 |
5.1.2 实验仪器 |
5.2 层压传动式电致变色器件的制备 |
5.2.1 电致变色薄膜的制备 |
5.2.2 凝胶电解质的制备 |
5.2.3 电致变色器件的封装 |
5.3 电致变色器件的性能测试与分析 |
5.3.1 三氧化钨对电致变色器件光学透过率的影响 |
5.3.2 三氧化钨对电致变色器件循环稳定性的影响 |
5.4 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
攻读学位期间主要的研究成果 |
致谢 |
(8)面向智能窗的温敏材料的制备及其太阳光调制性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题背景 |
1.2 智能窗简介 |
1.2.1 电致变色智能窗 |
1.2.2 气致变色智能窗 |
1.2.3 光致变色智能窗 |
1.2.4 热致变色智能窗 |
1.3 基于温敏材料的复合多功能智能窗及其研究进展 |
1.3.1 单一材料智能窗的局限性 |
1.3.2 单一功能智能窗的局限性 |
1.3.3 多功能智能窗 |
1.4 本文研究内容与意义 |
1.4.1 研究意义 |
1.4.2 研究内容 |
第二章 基于热致变色PAM-PNIPAM/W-VO_2复合水凝胶薄膜的智能窗的制备及其性能研究 |
2.1 前言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 试剂和材料 |
2.2.2 表征和性能测试 |
2.2.3 W-VO2 纳米棒的制备 |
2.2.4 PAM-PNIPAM水凝胶的制备 |
2.2.5 PAM-PNIPAM/VO_2智能窗的构筑 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 W-VO_2 制备分析 |
2.3.2 PAM-PNIPAM水凝胶制备分析 |
2.3.3 智能窗的构筑和性能评价 |
2.4 小结 |
第三章 基于水、甘油、HPC体系智能窗的制备及其性能研究 |
3.1 前言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验和材料 |
3.2.2 表征和性能测试 |
3.2.3 水、甘油、HPC复合微凝胶的制备即智能窗的构筑 |
3.3 水、甘油、HPC复合微凝胶智能窗的表征及其性能讨论 |
3.3.1 复合微凝胶的相变温度的测定 |
3.3.2 复合微凝胶抗冻性能测定 |
3.3.3 基于复合水凝胶构筑智能窗性能的测定 |
3.4 小结 |
第四章 WO_3/HPC(H_2O/甘油)复合多重响应智能窗的制备及其性能研究 |
4.1 前言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 实验和材料 |
4.2.2 表征和性能测试 |
4.2.3 水、甘油、HPC复合微凝胶的制备及智能窗的构筑 |
4.3 WO_3/HPC(H_2O/甘油)复合多重响应智能窗的构筑及其性能讨论 |
4.3.1 热致变色电解液的相变温度的测定 |
4.3.2 热致变色电解液的光学性能测定 |
4.3.3 WO_3/HPC(H_2O/甘油)复合多重响应智能窗的性能测定 |
4.4 小结 |
第五章 结论与展望 |
5.1 总结 |
5.2 展望 |
硕士期间发表的学术论文清单 |
致谢 |
参考文献 |
(9)三氧化钨基复合纳米线阵列的设计合成与电致变色特性研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 电致变色材料及其研究意义 |
1.2 电致变色材料的发展历程 |
1.3 电致变色器件 |
1.3.1 电致变色器件结构与特性 |
1.3.2 电致变色机理 |
1.3.3 电致变色基本术语和测试指标 |
1.3.4 电致变色器件应用 |
1.4 电致变色材料的分类 |
1.4.1 无机电致变色材料 |
1.4.2 有机电致变色材料 |
1.4.3 复合电致变色材料 |
1.5 电致变色材料的制备方法 |
1.5.1 磁控溅射法 |
1.5.2 真空蒸镀法 |
1.5.3 脉冲激光沉积法 |
1.5.4 电化学沉积法 |
1.5.5 水热和溶剂热法 |
1.5.6 化学浴沉积法 |
1.5.7 溶胶-凝胶法 |
1.5.8 化学气相沉积法 |
1.6 目前电致变色材料与器件存在的主要问题 |
1.6.1 响应时间长 |
1.6.2 色彩单一 |
1.6.3 循环稳定性差 |
1.6.4 封装工艺短缺 |
1.7 本文研究依据与主要内容 |
第二章 实验条件与测试手段 |
2.1 实验药品与实验设备 |
2.2 材料分析测试方法 |
第三章 三氧化钨/五氧化二钒核壳纳米棒阵列的制备及其电致变色性能研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 三氧化钨纳米棒阵列薄膜的制备 |
3.2.2 五氧化二钒薄膜的制备 |
3.2.3 WO_3/V_2O_5杂化膜的制备 |
3.2.4 材料表征 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 结构与形貌 |
3.3.2 电化学和电致变色性能 |
3.4 本章小结 |
第四章 晶态/非晶态三氧化钨核壳纳米线阵列的可控制备与电致变色性能研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 子晶层的制备 |
4.2.2 三氧化钨纳米线阵列薄膜的制备 |
4.2.3 晶态/非晶态三氧化钨核壳纳米线阵列的制备 |
4.2.4 材料表征 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 形貌与结构 |
4.3.2 电化学和电致变色性能 |
4.4 本章小结 |
第五章 三氧化钨/二氧化钛核壳纳米线异质结的设计合成与电致变色性能研究 |
5.1 引言 |
5.2 实验部分 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 SEM表征和XRD分析 |
5.3.2 TEM表征 |
5.3.3 Raman和XPS分析 |
5.3.4 电化学和电致变色性能测试与分析 |
5.4 本章小结 |
第六章 晶态氧化钨/钛掺杂非晶态氧化钨核壳纳米线及其电致变色-储能双功能器件的研究 |
6.1 引言 |
6.2 实验部分 |
6.3 结果与讨论 |
6.3.1 形貌与结构 |
6.3.2 TEM表征 |
6.3.3 Raman与XPS分析 |
6.3.4 电化学和电致变色性能研究 |
6.3.5 电容性能测试 |
6.4 本章小结 |
第七章 结论与展望 |
7.1 论文总结 |
7.2 创新之处 |
7.3 展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间的学术活动及成果情况 |
1) 参加的学术交流与科研项目 |
2) 发表的学术论文和专利 |
(10)二氧化钒基多层薄膜的结构设计、可控制备及性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 引言 |
1.1 引言 |
1.2 太阳光谱与智能窗 |
1.2.1 热传递与太阳光谱 |
1.2.2 智能窗种类及其原理 |
1.3 二氧化钒的结构及相变特性 |
1.3.1 二氧化钒及晶体结构 |
1.3.2 二氧化钒的能带结构 |
1.3.3 二氧化钒的半导体-金属相变机理 |
1.3.4 二氧化钒的相变影响因素 |
1.4 二氧化钒薄膜的制备 |
1.4.1 磁控溅射法 |
1.4.2 脉冲激光沉积法 |
1.4.3 原子层沉积法 |
1.5 二氧化钒材料的应用 |
1.5.1 二氧化钒与增透减反膜 |
1.5.2 二氧化钒复合结构薄膜 |
1.5.3 二氧化钒与表面等离子体共振 |
1.5.4 二氧化钒的稳定性能 |
1.5.5 二氧化钒的其他应用 |
1.6 选题依据及主要研究内容 |
1.6.1 选题依据 |
1.6.2 主要研究内容 |
第2章 WO_3/VO_2/WO_3 多层膜结构的设计、制备及性能研究 |
2.1 引言 |
2.2 设计及实验部分 |
2.2.1 多层薄膜设计 |
2.2.2 多层薄膜制备 |
2.2.3 薄膜样品表征 |
2.3 研究结果与讨论 |
2.3.1 VO_2-WO_3 薄膜的微观结构及形貌 |
2.3.2 VO_2-WO_3 薄膜的光学性能 |
2.3.3 VO_2-WO_3 薄膜的耐候稳定性 |
2.4 本章小结 |
第3章 V_2O_3/VO_2 双层膜结构的制备及光学性能研究 |
3.1 引言 |
3.2 V_2O_3/VO_2 结构的设计与制备 |
3.2.1 V_2O_3/VO_2 薄膜结构设计 |
3.2.2 V_2O_3/VO_2 薄膜的制备 |
3.2.3 V_2O_3/VO_2 薄膜的表征 |
3.3 研究结果与讨论 |
3.3.1 V_2O_3/VO_2 薄膜微观结构与形貌 |
3.3.2 V_2O_3/VO_2 薄膜光学及相变特性 |
3.3.3 V_2O_3/VO_2 薄膜耐候稳定性 |
3.4 本章小结 |
第4章 SiN_x-VO_2 复合多层薄膜的结构设计,制备及其光学性能、疲劳性能研究 |
4.1 引言 |
4.2 SiN_x-VO_2 多层薄膜的设计与制备 |
4.2.1 SiN_x-VO_2 多层薄膜结构设计 |
4.2.2 SiN_x-VO_2 多层薄膜光学特性模拟 |
4.2.3 SiN_x-VO_2 多层薄膜的制备 |
4.2.4 SiN_x-VO_2 多层薄膜表征 |
4.3 研究结果与讨论 |
4.3.1 SiN_x-VO_2 多层薄膜微观结构 |
4.3.2 SiN_x-VO_2 多层薄膜光学特性 |
4.3.3 SiN_x-VO_2 薄膜相变疲劳特性及失效机理 |
4.3.4 SiN_x-VO_2 多层薄膜耐候稳定性 |
4.3.5 SiN_x-VO_2 多层薄膜节能实效与功能化 |
4.4 本章小结 |
第5章 VO_2基纳米多孔结构薄膜的制备,性能研究及机理探索 |
5.1 引言 |
5.2 VO_2 多孔结构薄膜的设计与制备 |
5.2.1 PTFE-VO_2 复合薄膜的制备 |
5.2.2 VO_2 多孔结构薄膜的表征 |
5.3 研究结果与讨论 |
5.3.1 VO_2 复合薄膜的微观结构与形貌 |
5.3.2 VO_2 多孔薄膜的成膜机理 |
5.3.3 VO_2 多孔薄膜的LSPR效应与光学特性 |
5.3.4 VO_2 多孔薄膜的理论模型 |
5.3.5 VO_2 多孔薄膜的应用拓展 |
5.4 本章小结 |
第6章 VO_2基薄膜的表面酸刻蚀改性研究 |
6.1 引言 |
6.2 VO_2 薄膜的制备及酸刻蚀过程 |
6.2.1 VO_2 薄膜的制备 |
6.2.2 VO_2 薄膜酸刻蚀流程 |
6.2.3 酸刻蚀VO_2薄膜的表征 |
6.3 研究结果与讨论 |
6.3.1 酸刻蚀VO_2薄膜微观结构与形貌 |
6.3.2 酸刻蚀VO_2薄膜的光学特性 |
6.3.3 酸刻蚀VO_2薄膜的相变特性 |
6.3.4 VO_2 薄膜刻蚀机理 |
6.3.5 VO_2 薄膜的模型模拟 |
6.4 本章小结 |
第7章 全文总结及展望 |
7.1 全文总结 |
7.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简历及攻读博士学位期间发表学术论文与研究成果 |
四、溶胶—凝胶法制备WO_3气致变色薄膜(论文参考文献)
- [1]氟铌共掺二氧化钛阵列-非晶氧化钨复合薄膜的制备及电致变色性能研究[D]. 贺海燕. 西安理工大学, 2021(01)
- [2]氧化性电解液添加剂对WO3电致变色性能的影响研究[D]. 朱建辉. 烟台大学, 2021(11)
- [3]基于五氧化二铌薄膜的电致变色器件制备及其性能研究[D]. 禹超. 上海第二工业大学, 2021(08)
- [4]基于氧化钼纳米结构的薄膜与器件制备及其电致变色性能研究[D]. 后丽君. 上海第二工业大学, 2021(08)
- [5]氧化钨的制备及应用研究[D]. 姚勇吉. 上海大学, 2020
- [6]复合结构二氧化钒基纳米粉体制备及性能研究[D]. 陈云翔. 中国科学院大学(中国科学院上海硅酸盐研究所), 2020(03)
- [7]聚噻吩基电致变色复合材料的制备及性能研究[D]. 曾慧. 湖南工业大学, 2020(02)
- [8]面向智能窗的温敏材料的制备及其太阳光调制性能研究[D]. 贺强. 东南大学, 2020(01)
- [9]三氧化钨基复合纳米线阵列的设计合成与电致变色特性研究[D]. 汤凯. 合肥工业大学, 2019(01)
- [10]二氧化钒基多层薄膜的结构设计、可控制备及性能研究[D]. 龙世伟. 中国科学院大学(中国科学院上海硅酸盐研究所), 2019(03)