[發(fā)明專利]一種基于溶膠凝膠法制備的WO3

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110521648.3
• 申請(qǐng)日: 2021-05-13
• 公開（公告）號(hào): CN113277742A
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林保平;朱思艷;孫瑩;張雪勤;楊洪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): C03C17/34
• 分類號(hào): C03C17/34
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 曹坤

本發(fā)明公開了一種基于溶膠凝膠法制備的WO₃/SiO₂復(fù)合薄膜、其制備方法及應(yīng)用。屬于功能復(fù)合材料領(lǐng)域，本發(fā)明選用鎢粉和過氧化氫制備WO₃前驅(qū)體溶液，以正硅酸乙酯為硅源，以乙醇為溶劑，以PEG600為孔形成劑，通過溶膠凝膠法制備了具有納米孔結(jié)構(gòu)的WO₃/SiO₂復(fù)合薄膜，并在空氣氛圍下通過高溫焙燒得到復(fù)合薄膜。該復(fù)合薄膜具有較大的光調(diào)制范圍和透明度，制備方法簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉，在電致變色智能窗等領(lǐng)域有很好的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于功能復(fù)合材料領(lǐng)域，涉及一種基于溶膠凝膠法制備的WO₃/SiO₂復(fù)合薄膜、其制備方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)

電致變色(EC)智能窗是一種具有強(qiáng)吸引力的、可替代傳統(tǒng)窗戶的一種新型智能窗戶，具有巨大的環(huán)境效益。只需極少的電能就可以控制玻璃的明暗，不需要像百葉窗和窗簾那樣妨礙能見度，靈巧又節(jié)能。同時(shí)還能控制陽光的透過率，監(jiān)測(cè)室內(nèi)的溫度和照明，減少空調(diào)等電器的運(yùn)行成本，在恒定條件下，它的能量消耗幾乎為零。這種電致變色裝置可以和智能家居系統(tǒng)連用，通過傳感器控制，這樣即便在沒有人的時(shí)候，也可以自動(dòng)控制它們，具有非常高的便利性和安全性。這種窗戶的核心是電致變色層。對(duì)于電致變色層材料來說，主要分為無機(jī)電致變色材料和有機(jī)電致變色材料兩種，無機(jī)電致變色材料的化學(xué)穩(wěn)定性會(huì)高于有機(jī)電致變色材料，常見的無機(jī)電致變色材料有WO₃、MoO₃、TiO₂、Nb₂O₅、NiO、IrO_x、V₂O₅、Co₂O₃等，但無機(jī)電致變色材料存在著著色效率低、光調(diào)制范圍小等缺點(diǎn)，限制了它的長遠(yuǎn)發(fā)展。

WO₃作為無機(jī)電致變色材料的代表材料，具有較為優(yōu)秀的電致變色性能，但其光調(diào)制范圍小，循環(huán)穩(wěn)定性差，需要通過特定的手段來改善這些缺點(diǎn)。常見的改性手段有摻雜、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和與其它材料復(fù)合等方式。其中不同材料之間復(fù)合往往能夠彌補(bǔ)單一材料的缺點(diǎn)，放大材料的優(yōu)點(diǎn)，使樣品的性能更好，常見的復(fù)合材料有TiO₂、PANI、MoO₃等，SiO₂具有耐高溫、耐化學(xué)腐蝕，對(duì)環(huán)境友好等特點(diǎn)，更有研究表明適量摻雜二氧化硅可以提高透光性和循環(huán)穩(wěn)定性、在氣致變色、催化等領(lǐng)域都有較為寬泛的應(yīng)用，但其在電致變色的領(lǐng)域較少。而構(gòu)建納米孔結(jié)構(gòu)這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以使離子的傳輸更加通暢，從而能夠提高樣品的性能，通過添加非表面活性劑，經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)就會(huì)達(dá)到這樣的效果。

對(duì)于薄膜來說，制備技術(shù)的不同會(huì)直接影響到薄膜的晶體結(jié)構(gòu)、形貌和性能。溶膠凝膠法是一種常見的成膜方法，操作簡(jiǎn)單成本低，所制備的薄膜也是透明狀態(tài)的，因此，通過溶膠凝膠法制備具有孔結(jié)構(gòu)的復(fù)合薄膜，不僅可以提高薄膜的性能，更有商業(yè)化生產(chǎn)的潛力，具有重大的理論意義和較大的應(yīng)用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明的目的是提出一種基于溶膠凝膠法制備的WO₃/SiO₂復(fù)合薄膜、其制備方法及應(yīng)用；通過制備的WO₃/SiO₂電致變色復(fù)合薄膜，制備方法簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，電致變色性能良好。在電致變色智能窗等領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景。

技術(shù)方案：本發(fā)明所述的一種基于溶膠凝膠法制備的WO₃/SiO₂復(fù)合薄膜，所述復(fù)合薄膜的采用鎢粉和過氧化氫制備WO₃前驅(qū)體溶液，以正硅酸乙酯為硅源，乙醇為溶劑，PEG600為孔形成劑，在空氣氛圍下通過高溫焙燒得到具有納米孔結(jié)構(gòu)的WO₃/SiO₂復(fù)合薄膜。

進(jìn)一步的，一種基于溶膠凝膠法制備的WO₃/SiO₂復(fù)合薄膜的制備方法，具體操作步驟如下：