玻璃膜基材料的制备及电致变色机理研究.pdf

第39卷第2期
非金属矿
Vol39 No.2
2016年3月
Non-metallic Mines
March. 2016
玻璃膜基材料的制备及电致变色机理研究
徐子芳李峰陈娟宋晓龙
(安徽理工大学材料科学与工程学院,安徽淮南232001)
摘要采用溶胶-凝胶技术,以[CHA(CI1)O]T、La2O3、CoC』26HO为前驱体,在ITO(氧化铟锡)玻璃基板上成功制各了T、TiLa、TiCo
不同摩尔配比的复合膜,确定了电致变色玻璃膜基材料制各的最佳工艺参数。采用XRD、热重-差热分析(TG-DTA)及电化学检测其膜基材料的
循环伏安特性,并分析其电致变色特征机理。研究表明:()TO2薄膜试样的烧成温度、镀膜层数、[CH4CH2)O]伍掺量、掺杂类别是影响膜基材料
结枸和性能的主要因素;(2)使用二乙醇胺作为螯合剂能够有效抑制Ti(OHA沉淀的生成:(3)掺杂La2O3和CoCl2:6H20制备的TO2玻璃膜基溶胶
电致变色性能优良;(4)制备的TiO2变色膜基材料逶过率好,环可逆性高,环伏安特性明显。研究结果为电致变色膜基村料的开发和应用提供
了理论和基础实验依据。
关键词膜基材料制备;溶胶·凝胶技术;钛酸四丁酯;掺杂类别;电致变色
中图分类号:TQ171;TB34文献标识码:A文章编号:10008098(2016002-0020-04
Preparation of Glass Film Base Material and Mechanism Study of Electrically Induced Discoloration
Xu Zifang Li Feng Chen Juan Song Xiaolong
(School of Material Science and Enginecring, Anhui university of Scicnce and Technology, Huainan, Anhui 232001)
Abstract Adopting the sol-gel technology, CH (CH) O ] Ti, La 0,, Co Cl2 6H2O as the precursor, the composite membranes with different
molar ratio of Ti, Ti/a, Ti/Co are prepared on the ITO glass substrate, the optimum technological parameters for preparation of the base material of
the electro-induced discoloration glass are determined. The cyclic voltammetry characteristics of the membrane based materials are detected by XRD
TG-DTA and elcctrochemical detection, analyzing the mechanism of its color changing. The results show as follows: (1) The sintering temperature
coating number, [ CH (CH O Ti content of the Tio film sample, and the doping category are the main factors that affect the structure and properties
of the membrane based material; (2 )Using two acohol amine as chelating agent can effectively inhibit the formation of Ti(OH) precipitation; (3)
The properties of the Tio glass film prepared by La, O, and Cocl2 6H,O are fine; (4) Materials based on the preparation of a radiochromic film
transmittance, high cyclic reversibility, cyclic voltammetry characteristics significantly, the results of the study for the electric induced radiochromic
film based material development and application provide a theoretical and experimental basis
Key words membrane based material preparation; sol-gel; [CH (CH) O].; doping category; electro induced discoloration
电致变色是指材料的光学属性《反射率、透过率、基材料的研究,研究成果不尽人意,存在电致变色玻
吸收率等)在外加电场的作用下发生稳定、可逆的颜璃膜基材料在使用过程中电致变色性能衰退,电化学
色变化现象,在外观上表现为颜色和透明度的可逆变和化学溶解,作为电荷补偿的离子在电致变色薄膜内
化。具有电致变色性能的材料称为电致变色材料,当产生积累等问题的。制备大面积、全固态、具有10
前最有前途的电致变色材料是电致变色薄膜,将电致以上循环次数的电致变色器件仍然是研究的主要目
变色薄膜镀在导电玻璃上制备一种新型的节能功能标,其关键在于优良的固态离子导电材料和合理的成
膜基材料,可用作建筑物的智能窗,实现对温度的调膜方法。本实验在原料配方上使用二乙醇胺作为
节,以节约能量,減少污染,也可用于电色贮存器件及螯合剂,抑制了Ti(OH2沉淀的生成。首次使用La2O3
大屏幕显示,在建筑物、汽车、军事伪装、保密等工业和CoCl2-6H1O对TO2溶胶进行掺杂研究,制备出了
领域有着广泛的应用前景2。
性能更加稳定的TiO2薄膜基材料
目前,国内外很多学者开展了对电致变色玻璃膜1实验部分
1.1原料及试剂在钠钙基或硅硼基玻璃基片
收稿日期:2016-02-01
上,利用磁控溅射的方法镀上一层氧化铟锡(俗称
基金项目:2012年安微高校省级自然科学重点研究项目(K2012A078;:ITO)膜加工制作而成ITO导电玻璃。钛酸四丁酯
大学生创新创业训练计划项目(201510361075)
通讯作者,E-mai:zhfxu(@aust.edu.cn
CH(CH2)O]4T作为制备TO2溶胶的前驱体,反