[發(fā)明專利]一種釩摻雜的三氧化鎢電致變色薄膜及其制備方法

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• 申請日: 2016-11-29
• 公開（公告）號: CN106587654A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發(fā)明（設計）人: 王詩銘;金智恩;劉琳;郭前程;曲威
• 申請（專利權）人: 遼寧大學
• 主分類號: C03C17/34
• 分類號: C03C17/34
• 代理公司: 沈陽杰克知識產權代理有限公司21207
• 代理人: 胡洋

技術領域

本發(fā)明涉及一種釩摻雜三氧化鎢電致變色膜，具體涉及一種低成本釩摻雜的WO₃電致變色薄膜的制作方法。

背景技術

隨著社會和科技的不斷發(fā)展進步，能源和環(huán)境問題越來越受到關注。電致變色材料以其功能性和節(jié)能性的突出特點走入人們視線。例如，電致變色智能窗(Smart Window)可以通過調節(jié)外加電壓以改變光的透過率，調節(jié)建筑物內的光線的亮暗程度和熱量，從而降低因制冷帶來的能耗和電氣照明的能耗，以更低的能耗獲得舒適的室內環(huán)境，廣泛應用于節(jié)能建筑領域和汽車玻璃等領域。電致變色薄膜以其節(jié)能的特性，符合低碳生活、綠色經濟的理念，具有廣闊的發(fā)展前景。廣泛作為電致變色材料的WO₃因其性能的優(yōu)越性引起了人們的廣泛關注，利用V摻雜WO₃制備電致變色薄膜可提升電致變色性能，本發(fā)明利用可溶性的含V和W的多酸作為V摻雜WO₃的前驅體，通過進一步的高溫熱解制備V摻雜WO₃電致變色薄膜。

發(fā)明內容

本發(fā)明目的是提供一種釩摻雜的三氧化鎢電致變色薄膜及其制備方法，應用電沉積和熱分解的方法，利用磷鎢釩多酸鹽制備出一種制備工藝簡單、綠色環(huán)保、應用范圍廣、變色性能穩(wěn)定、調光效果好、著色和褪色響應較快的電致變色薄膜。

本發(fā)明采用的技術方案為：

一種釩摻雜的三氧化鎢電致變色薄膜的制備，是利用含有固定比例的釩鎢可溶性多酸鹽作為V摻雜的WO₃電致變色薄膜的前驅體；承載最終V摻雜WO₃的基底為帶有TiO₂層的導電玻璃；釩鎢可溶性多酸鹽與TiO₂薄層通過電沉積方法結合；利用一段時間的熱處理使多酸鹽轉變?yōu)橄鄳难趸铩?/p>

一種釩摻雜的三氧化鎢電致變色薄膜，制備方法如下：

1)在FTO玻璃上制備TiO₂薄膜基底層；

2)制備含V和W的多酸鹽；

3)將含V和W的多酸鹽配置成濃度為10^-3mol L^-1數量級的水溶液，并用HCl調節(jié)pH值為1～3；

4)利用電化學方法將含V和W的多酸鹽沉積到步驟1)制備的帶有TiO₂薄膜基底層的FTO玻璃上；

5)將電沉積后的導電基片取出，用去離子水，乙醇沖洗，熱風吹干，隨后置于馬弗爐中，于空氣氣氛下進行高溫燒結；自然冷卻到室溫，即可得到相應的釩摻雜的WO₃電致變色薄膜。

所述的一種釩摻雜的三氧化鎢電致變色薄膜，步驟1)具體為，利用絲網印刷方法在FTO玻璃上印制TiO₂基底層，TiO₂的顆粒大小為16～20nm，基底層的厚度為2～3微米，隨后進行450℃空氣氣氛燒結30min，即得帶有TiO2薄膜基底層的FTO玻璃。

所述的一種釩摻雜的三氧化鎢電致變色薄膜，步驟2)的含V和W的多酸鹽為K₄[PVW₁₁O₄₀]·2H₂O(簡稱為PW₁₁V)，K₅[PV₂W₁₀O₄₀]·3H₂O(簡稱為PW₁₀V₂)、K₆[PV₃W₉O₄₀]·4H₂O(簡稱為PW₉V₃)中的一種或兩種以上組合。