[發明專利]一種含氧氫化釔光致變色薄膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201611110407.5
• 申請日: 2016-12-06
• 公開（公告）號: CN108147679B
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發明（設計）人: 包山虎;拉毛;金平實;辛云川
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海硅酸鹽研究所
• 主分類號: C03C17/36
• 分類號: C03C17/36
• 代理公司: 上海瀚橋專利代理事務所(普通合伙) 31261
• 代理人: 曹芳玲;鄭優麗

本發明涉及一種含氧氫化釔光致變色薄膜及其制備方法，所述薄膜由YH_xO_y層和位于所述YH_xO_y層表面的Pd層組成，其中，1＜x＜4，1＜y＜10。本發明的薄膜透光率高、且光學性能可逆、應用領域廣。

技術領域

本發明屬于玻璃調光技術領域，尤其涉及一種無機光致變色薄膜及其制備方法。

背景技術

我國是世界能源消耗大國，不僅建筑能源消耗大，而且能源利用率低。據估計，建筑能耗一般占據了社會總能耗的三分之一，同時，建筑用能對世界溫室氣體排放的貢獻率高達25％，所以節能減排是節能的重中之重，而節能減排必須優先考慮建筑節能。資料顯示建筑能耗50％是通過玻璃窗進行的，玻璃窗是建筑和外界光熱交換的主要通道。因此，開發一種新型智能窗成為實現建筑節能及減少溫室氣體排放的關鍵。

目前，已經應用或研究的智能窗大致分為兩類。一類是光學性能固定的節能窗，主要以LOW-E玻璃為例，其鍍膜層具有對可見光高透過及對中遠紅外線高反射的特性，具有優異的隔熱效果和良好的透光性，但缺點是一旦產品制成，不能動態調節其光學狀態，只適用于單個季節，難以適應我國四季分明的氣候。另一類則可以動態調節其光學狀態，被稱為“智能型節能玻璃”。這一類節能窗按變色原理不同可以分為電致變色，熱致變色，氣致變色以及光致變色等。電致變色材料需要外界施加電壓，且結構復雜，制備要求高。熱致變色材料需要改變環境溫度。氣致變色材料需要在氫氣的輔助下才能完成雙向調節。而光致變色材料則是指化合物A受到波長h₁的光照時可通過特定的化學反應生成結構和光譜性能不同的產物B而在波長為h₂的光照或者熱的作用下又可逆的生成了化合物A的現象。

早在1867年TerMer首次發現具有光致變色性能的二硝基甲烷鉀鹽以來，光致變色材料的研究與應用得到了廣泛的關注。人們不斷研究出了多種有機和無機光致變色材料。但是無機光致變色材料相比于有機光致變色材料受到了較低的關注且一直被已知的幾個無機光致變色材料所限制著，如過渡金屬氧化物、金屬鹵化物、稀土配合物等。

含氧氫化釔是近幾年才被發現有光致變色性能的一種新型材料，且逐漸受到了國內外有關研究人員的關注。與其他無機光致變色薄膜相比較，其光照前后透光率變化更明顯，制備工藝簡單等特點。在光照之前薄膜透光率在全光譜(250-2600nm)范圍內最高達到90％左右，淡黃色的半透明薄膜。當光照一段時間后，薄膜由淡黃色變為灰黑色，且可見及近紅外區透光率大大降低。如果把光照后的薄膜放在黑暗處放置一段時間又可以恢復最初的狀態，且這種改變是可逆的。此類薄膜性能主要被薄膜材料光照前后全光譜內透光率差值和薄膜光致變色循環壽命所限制。

發明內容

本發明的目的在于提供一種無機光致變色薄膜，即含氧氫化釔光致變色薄膜，及其制備方法，該無機光致變色薄膜能夠增加薄膜光照前后透光率差值。

在此，本發明提供一種含氧氫化釔光致變色薄膜，所述薄膜由YH_xO_y層和位于所述YH_xO_y層表面的Pd層組成，其中，1＜x＜4，1＜y＜10。

本發明的光致變色薄膜最初狀態是淺黃色的半透明薄膜，在光照后，其可見及近紅外區透光率大大降低，變成灰黑色狀態。在黑暗中放置一段時間后又變回最初狀態。因此該薄膜隨著環境光照強度可逆變換其光學狀態。

本發明的薄膜在單層含氧氫化釔薄膜(YH_xO_y層)表面還有一層Pd，能夠增加薄膜光照前后透光率差值，Pd作為催化層促進了薄膜光照前后光學狀態的可逆変化。該薄膜在光照一段時間后其可見光和近紅外區透光能夠降低60％，相比于單層含氧氫化釔薄膜光照前后全光譜內透光率差值明顯提高。本發明的含氧氫化釔光致變色薄膜可用于建筑節能玻璃，汽車，航空航天，電子及光學器件(例如隱身偽裝技術及全波段光譜調控光學器件)等領域。