[發(fā)明專利]一種高比表面積氧化鎢薄膜及其制備方法和應(yīng)用

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110416466.X
• 申請(qǐng)日: 2021-04-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113185136A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): C03C17/23
• 分類號(hào): C03C17/23;C03C17/27;C01G41/02;G02F1/1524
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 王艾華

本發(fā)明公開(kāi)了一種高比表面積氧化鎢薄膜及其制備方法和應(yīng)用，該制備方法將乙醇和WCl₆粉末混合后，獲得過(guò)程溶液，然后通過(guò)在過(guò)程溶液中加入鹽酸，通過(guò)加入HCl能夠有利于氧化鎢沿著一維方向的生長(zhǎng)，形成納米棒結(jié)構(gòu)，且加入HCl的量越多，形成的納米棒的長(zhǎng)徑比越大，獲得最合適長(zhǎng)徑比的HCl加入量，該制備方法操作簡(jiǎn)單方便、可重復(fù)性好。通過(guò)調(diào)整納米棒結(jié)構(gòu)能夠調(diào)整微觀結(jié)構(gòu)以及晶體結(jié)構(gòu)的構(gòu)造，以提供離子擴(kuò)散和電子傳輸?shù)耐ǖ缽亩行У亟档碗娭伦兩珪r(shí)間。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及建筑、軍工和紅外調(diào)控等領(lǐng)域，具體涉及一種高比表面積氧化鎢薄膜及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

建筑能耗是目前的“三大能耗”之一，發(fā)展綠色的節(jié)能建筑對(duì)節(jié)約能源具有重大意義，成為大勢(shì)所趨。當(dāng)在窗戶玻璃上制備一層電致變色材料后，可以通過(guò)設(shè)置智能地調(diào)節(jié)窗戶玻璃顏色，控制入室光線的溫度、亮度，達(dá)到節(jié)約能耗的目的。電致變色材料是一種能夠可逆、高效地調(diào)節(jié)可見(jiàn)及近紅外光透過(guò)等光學(xué)特性的材料，電致變色材料作為節(jié)能電子材料已廣泛應(yīng)用于建筑、軍工和紅外調(diào)控等領(lǐng)域。WO₃可以在透明和藍(lán)色之間轉(zhuǎn)變，由于具有高的著色效率、大的光學(xué)調(diào)制范圍和好的電化學(xué)穩(wěn)定性，因此成為研究最早、最多且最具有應(yīng)用前景的一種電致變色材料。

Anukorn Phuruangrat等通過(guò)在水熱反應(yīng)中加入銨鹽獲得了純的六方相氧化鎢，并且通過(guò)對(duì)比分析猜測(cè)硫酸根離子的存在可以促進(jìn)形成具有高縱橫比的氧化鎢納米結(jié)構(gòu)，而銨根離子在氧化鎢形成六方相結(jié)構(gòu)時(shí)起關(guān)鍵作用，得到的六方氧化鎢納米線的電致變色效率達(dá)到102.8cm²·C^-1，633nm處的光學(xué)調(diào)制范圍達(dá)到58％。

Liu XL等用化學(xué)氣相沉積法，以氧化鎢粉末為原料，在W表面沉積了一層 W₁₈O₄₉亞微米纖維，如圖所示，隨著沉積溫度的提高，氧化鎢納米纖維直徑變大，纖維長(zhǎng)度、直徑的均勻性都得到改善。

國(guó)內(nèi)和國(guó)外關(guān)于氧化鎢電致變色材料的研究和應(yīng)用正逐漸豐富且多元化，但是其電致變色響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)和循環(huán)穩(wěn)定性差依然是制約其進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵因素。由于電致變色反應(yīng)過(guò)程主要是電解質(zhì)中陽(yáng)離子和電子的遷移，而離子的尺寸要比電子要大得多，所以離子擴(kuò)散比電子要難得多。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種高比表面積氧化鎢薄膜及其制備方法和應(yīng)用，以解決現(xiàn)有技術(shù)中離子擴(kuò)散難度大的問(wèn)題。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：

一種高比表面積氧化鎢薄膜制備方法，包括以下步驟：

(1)將乙醇、0.04g的WCl₆粉末混合后攪拌至溶液呈棕黃色，獲得溶液A；

(2)在溶液A中加入0.01-0.05g的硫酸銨和1-9mL的鹽酸溶液，攪拌后獲得溶液B，；

(3)將溶液B放置于反應(yīng)釜中，然后將FTO基體固定放入反應(yīng)釜內(nèi)襯中，將內(nèi)襯放入不銹鋼外殼，放入烘箱進(jìn)行反應(yīng)。

(4)用鑷子夾出樣品，用去離子水洗凈后吹干，在FTO基體上制備出氧化鎢薄膜。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于：

優(yōu)選的，步驟(1)中加入乙醇的體積為30mL。

優(yōu)選的，在溶液A中加入鹽酸溶液繼續(xù)攪拌，使溶液呈藍(lán)色，獲得溶液B。

優(yōu)選的，步驟(2)中加入硫酸銨質(zhì)量以步驟1中WCl₆粉末為基準(zhǔn)。

優(yōu)選的，步驟(2)中鹽酸溶液的濃度為2mol/mL。

優(yōu)選的，步驟(3)中FTO的上表面和溶液B的液面平齊或超出溶液B的液面以外。