CN110981216A - 一种电致变色智能型三氧化钼@氧化钨核壳纳米阵列储能电极的制备方法 - Google Patents

一种电致变色智能型三氧化钼@氧化钨核壳纳米阵列储能电极的制备方法 Download PDF

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Abstract

一种电致变色智能型三氧化钼@氧化钨核壳纳米阵列储能电极的制备方法，它涉及一种核壳纳米阵列储能电极的制备方法。本发明的目的是要解决现有兼具电容和电致变色性能的纳米材料发生纳米化会增大表面能导致纳米材料极易团聚，而且易无序堆积，致使振实密度低和电化学稳定性差的问题。方法：一、透明导电基底的清洗；二、制备三氧化钼纳米阵列；三、制备核壳三氧化钼@氧化钨纳米阵列材料，得到电致变色智能型三氧化钼@氧化钨核壳纳米阵列储能电极。本发明可获得一种电致变色智能型三氧化钼@氧化钨核壳纳米阵列储能电极。

Description

一种电致变色智能型三氧化钼@氧化钨核壳纳米阵列储能电 极的制备方法
技术领域
本发明涉及一种核壳纳米阵列储能电极的制备方法。
背景技术
自2012年英国剑桥大学Ullrich Steiner教授首次提出将电容和电致变色领域研究相交叉结合以来，普通超级电容器能量储存可视化、智能化的研究得到学术界、产业界和军界的密切关注，在智能化、微型化和集成化的便携式柔性可穿戴器件被视为最有发展前景的新型储能装置之一。未来可以应用于电致变色智能窗、电子图书、传感、通信、航天航空等领域，对于进一步拓展多重智能化和产业化应用具有重要的实际意义。近年来，金属氧化物(WxOy，三氧化钼)兼具电容和电致变色性能，我国Mo、W储量丰富、成本低、制备工艺简单、无污染等优点，作为电极材料在柔性可穿戴智能器件领域备受关注。目前电致变色超级电容器的原理为基于材料兼具两者性能可逆机制，通过集成制备出能实时、直观地反映自身储能状态的智能超级电容器。典型的研究有苏州纳米所赵志刚课题组采用光刻技术和电沉积技术分别合成了W18O49纳米纤维和PANI纳米粒子电极活性材料，将W18O49组成图案“SINANO”，PANI组成背景，将两者组装智能器件，通过器件图案和背景颜色的交互变化来展示能量存储状态。采用相似的方法，暨南大学麦文杰团队将PDMS包覆在PET后，再在PDMS表明涂覆一层Ag纳米线，从而制备出柔性透明导电基底；采用电沉积技术在柔性导电基低表面电沉积一层氧化钨薄膜。制备的柔性智能器件弯折后，循环伏安曲线(扫速100mV s-1)稳定，没有明显变化。东华大学王金敏课题组采用喷涂技术制膜，将Mo掺杂后的氧化钨均匀分散于去离子水中获得稳定的纳米墨水，实现大面积制备薄膜，并且通过原位加热方式消除由掺杂导致的氧空位缺陷，提高了电极的光调制范围。材料纳米化会增大表面能导致纳米材料极易团聚，而且易无序堆积，致使振实密度低，体积能量密度低；同时还易与电解液发生副反应并在充放电过程中引起的结构劣化，使电化学稳定性差。那么如何保持纳米结构材料的电化学应用优势，而又能克服该类材料的劣势，这为材料结构设计提出了更高的要求。
发明内容
本发明的目的是要解决现有兼具电容和电致变色性能的纳米材料发生纳米化会增大表面能导致纳米材料极易团聚，而且易无序堆积，致使振实密度低和电化学稳定性差的问题，而提供一种电致变色智能型三氧化钼@氧化钨核壳纳米阵列储能电极的制备方法。
一种电致变色智能型三氧化钼@氧化钨核壳纳米阵列储能电极的制备方法，是按以下步骤完成的：
一、透明导电基底的清洗：
首先将透明导电基底依次在去离子水、丙酮和稀盐酸中超声清洗，然后将清洗后的透明导电基底浸泡在双氧水中，最后取出透明导电基底在室温下自然干燥，得到清洗后的透明导电基底；
二、制备三氧化钼纳米阵列：
①、首先将钼酸钠固体粉末溶解到超纯水中，然后滴加硝酸，再超声分散，得到三氧化钼纳米阵列的前驱物混合溶液；
②、首先将三氧化钼纳米阵列的前驱物混合溶液放入玻璃容器中，然后将清洗后的透明导电基底倾斜放入玻璃容器中，清洗后的透明导电基底浸入到三氧化钼纳米阵列的前驱物混合溶液中，再将玻璃容器放入恒温干燥箱中，再在温度为60℃～150℃下反应1h～50h，得到三氧化钼纳米阵列/透明导电基底复合薄膜；
三、制备核壳三氧化钼@氧化钨纳米阵列材料：
①、将钨粉溶解到超纯水中，再滴加硝酸，再超声分散，得到氧化钨的前驱物混合溶液；
②、向氧化钨的前驱物混合溶液中滴加掺杂元素溶液，得到含有掺杂元素的氧化钨的前驱物混合溶液；
③、首先将含有掺杂元素的氧化钨的前驱物混合溶液放入玻璃容器中，然后将三氧化钼纳米阵列/透明导电基底复合薄膜倾斜放入玻璃容器中，三氧化钼纳米阵列/透明导电基底复合薄膜浸入到含有掺杂元素的氧化钨的前驱物混合溶液中，再将玻璃容器放入恒温干燥箱中，再在温度为60℃～150℃下反应1h～100h，得到电致变色智能型三氧化钼@氧化钨核壳纳米阵列储能电极。
本发明的原理：
一、本发明通过构筑三氧化钼的一维纳米阵列结构为核，氧化钨为壳的电致变色智能型三氧化钼@氧化钨核壳纳米阵列储能电极材料，该结构能够暴露更大的比表面积，解决材料纳米化引起的易堆积，团聚问题，同时核壳纳米阵列结构有序结构还会形成孔隙，避免结构无序堆积导致的阵实密度低的问题。通过颜色变化实时观测能量存储情况，实现智能化监测器件的供能特性。
本发明的有益效果：
一、本发明整个制备工艺过程简单安全，无需昂贵设备，环保无污染；
二、本发明制备的电致变色智能型三氧化钼@氧化钨核壳纳米阵列储能电极颜色均匀；
三、本发明制备的电致变色智能型三氧化钼@氧化钨核壳纳米阵列储能电极稳定性好；
四、本发明制备的电致变色智能型三氧化钼@氧化钨核壳纳米阵列储能电极在水中具有较好的浸润性，易于与水中的电解质充分的接触；并且核壳结构的三氧化钼@氧化钨避免纳米级材料团聚引起的结构不稳定，循环稳定性差和阵实密度低等问题，具有较好的导电性，纳米分级结构易于加快电化学反应的进行；
五、本发明制备的实施例一步骤三③得到的电致变色智能型三氧化钼@氧化钨核壳纳米阵列储能电极循环稳定性好，经过多次循环使用不脱落，导电性好，循环3000～50000次，比电容量保持率为70％～97％；
六、本发明制备的实施例一步骤三③得到的电致变色智能型三氧化钼@氧化钨核壳纳米阵列储能电极电致变色响应时间快，为1秒～50秒之间。
本发明可获得一种电致变色智能型三氧化钼@氧化钨核壳纳米阵列储能电极。
附图说明
图1为实施例一步骤二②得到的三氧化钼纳米阵列/透明导电基底复合薄膜的SEM图；
图2为实施例一步骤三③得到的电致变色智能型三氧化钼@氧化钨核壳纳米阵列储能电极的低倍SEM图；
图3为实施例一步骤三③得到的电致变色智能型三氧化钼@氧化钨核壳纳米阵列储能电极的高倍SEM图；
图4为实施例一步骤三③得到的电致变色智能型三氧化钼@氧化钨核壳纳米阵列储能电极的循环稳定性图；
图5为实施例一步骤三③得到的电致变色智能型三氧化钼@氧化钨核壳纳米阵列储能电极的原始状态图；
图6为实施例一步骤三③得到的电致变色智能型三氧化钼@氧化钨核壳纳米阵列储能电极在通电条件下的着色状态图；
图7为实施例一步骤三③得到的电致变色智能型三氧化钼@氧化钨核壳纳米阵列储能电极通电后再断电的褪色状态图。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式是一种电致变色智能型三氧化钼@氧化钨核壳纳米阵列储能电极的制备方法，是按以下步骤完成的：
一、透明导电基底的清洗：
首先将透明导电基底依次在去离子水、丙酮和稀盐酸中超声清洗，然后将清洗后的透明导电基底浸泡在双氧水中，最后取出透明导电基底在室温下自然干燥，得到清洗后的透明导电基底；
二、制备三氧化钼纳米阵列：
①、首先将钼酸钠固体粉末溶解到超纯水中，然后滴加硝酸，再超声分散，得到三氧化钼纳米阵列的前驱物混合溶液；
②、首先将三氧化钼纳米阵列的前驱物混合溶液放入玻璃容器中，然后将清洗后的透明导电基底倾斜放入玻璃容器中，清洗后的透明导电基底浸入到三氧化钼纳米阵列的前驱物混合溶液中，再将玻璃容器放入恒温干燥箱中，再在温度为60℃～150℃下反应1h～50h，得到三氧化钼纳米阵列/透明导电基底复合薄膜；
三、制备核壳三氧化钼@氧化钨纳米阵列材料：
①、将钨粉溶解到超纯水中，再滴加硝酸，再超声分散，得到氧化钨的前驱物混合溶液；
②、向氧化钨的前驱物混合溶液中滴加掺杂元素溶液，得到含有掺杂元素的氧化钨的前驱物混合溶液；
③、首先将含有掺杂元素的氧化钨的前驱物混合溶液放入玻璃容器中，然后将三氧化钼纳米阵列/透明导电基底复合薄膜倾斜放入玻璃容器中，三氧化钼纳米阵列/透明导电基底复合薄膜浸入到含有掺杂元素的氧化钨的前驱物混合溶液中，再将玻璃容器放入恒温干燥箱中，再在温度为60℃～150℃下反应1h～100h，得到电致变色智能型三氧化钼@氧化钨核壳纳米阵列储能电极。
本实施方式的有益效果：
一、本实施方式整个制备工艺过程简单安全，无需昂贵设备，环保无污染；
二、本实施方式制备的电致变色智能型三氧化钼@氧化钨核壳纳米阵列储能电极颜色均匀；
三、本实施方式制备的电致变色智能型三氧化钼@氧化钨核壳纳米阵列储能电极稳定性好；
四、本实施方式制备的电致变色智能型三氧化钼@氧化钨核壳纳米阵列储能电极在水中具有较好的浸润性，易于与水中的电解质充分的接触；并且核壳结构的三氧化钼@氧化钨避免纳米级材料团聚引起的结构不稳定，循环稳定性差和阵实密度低等问题，具有较好的导电性，纳米分级结构易于加快电化学反应的进行；
五、本实施方式制备的实施例一步骤三③得到的电致变色智能型三氧化钼@氧化钨核壳纳米阵列储能电极循环稳定性好，经过多次循环使用不脱落，导电性好，循环3000～50000次，比电容量保持率为70％～97％；
六、本实施方式制备的实施例一步骤三③得到的电致变色智能型三氧化钼@氧化钨核壳纳米阵列储能电极电致变色响应时间快，为1秒～50秒之间。
本实施方式获得一种电致变色智能型三氧化钼@氧化钨核壳纳米阵列储能电极。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同点是：步骤一中所述的透明导电基底为ITO或FTO。其它步骤与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二之一不同点是：步骤一中透明导电基底在去离子水中超声清洗的时间为0.5h，在丙酮中超声清洗的时间为1h，在稀盐酸中超声清洗的时间为0.5h；所述的透明导电基底在去离子水、丙酮和稀盐酸中超声清洗的功率为50W～300W。其它步骤与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同点是：步骤一中清洗后的透明导电基底浸泡在双氧水中浸泡的时间为0.5h～60h。其它步骤与具体实施方式一至三相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同点是：步骤一中所述的稀盐酸的质量分数为0.05％～60％，所述的双氧水的质量分数为0.1％～30％。其它步骤与具体实施方式一至四相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同点是：步骤二①中所述的钼酸钠固体粉末的物质的量与超纯水的体积比为(0.001mol～20mol):(20mL～500mL)；步骤二①中所述的钼酸钠固体粉末的物质的量与硝酸的体积比为(0.001mol～20mol):(30mL～600mL)；步骤二①中所述的硝酸的浓度为0.01mol/L～15mol/L；步骤二①中所述的超声分散的功率为60W～300W。其它步骤与具体实施方式一至五相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同点是：步骤二②中首先将三氧化钼纳米阵列的前驱物混合溶液放入玻璃容器中，然后将清洗后的透明导电基底倾斜放入玻璃容器中，清洗后的透明导电基底浸入到三氧化钼纳米阵列的前驱物混合溶液中，再将玻璃容器放入恒温干燥箱中，再在温度为80℃～100℃下反应3h～12h，得到三氧化钼纳米阵列/透明导电基底复合薄膜。其它步骤与具体实施方式一至六相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同点是：步骤三①中所述的钨粉的物质的量与超纯水的体积比为(0.001mol～20mol):(30mL～450mL)；步骤三①中所述的钨粉的物质的量与硝酸的体积比为(0.001mol～20mol):(20mL～750mL)；步骤三①中所述的硝酸的浓度为0.01mol/L～10mol/L；步骤三①中所述的超声分散的功率为60W～300W。其它步骤与具体实施方式一至七相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同点是：步骤三②中所述的掺杂元素溶液为硝酸铝溶液、硝酸铜溶液、硝酸镍溶液或氯化镍溶液；步骤三②中所述的掺杂元素溶液的浓度为0.01mol/L～25mol/L；步骤三②中所述的氧化钨的前驱物混合溶液与掺杂元素溶液的体积比为(5～40):(10～100)。其它步骤与具体实施方式一至八相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同点是：步骤三③中首先将含有掺杂元素的氧化钨的前驱物混合溶液放入玻璃容器中，然后将三氧化钼纳米阵列/透明导电基底复合薄膜倾斜放入玻璃容器中，三氧化钼纳米阵列/透明导电基底复合薄膜浸入到含有掺杂元素的氧化钨的前驱物混合溶液中，再将玻璃容器放入恒温干燥箱中，再在温度为60℃～120℃下反应10h～30h，得到电致变色智能型三氧化钼@氧化钨核壳纳米阵列储能电极。其它步骤与具体实施方式一至九相同。
为了更好地理解本发明通过实例进行说明。
实施例一：一种电致变色智能型三氧化钼@氧化钨核壳纳米阵列储能电极的制备方法是按以下步骤完成的：
一、透明导电基底的清洗：
首先将透明导电基底在去离子水中超声清洗0.5h，去除透明导电基底表面附着的杂质成分；然后将透明导电基底在丙酮中超声清洗1h，去除透明导电基底表面可能残留的有机物组分，再将透明导电基底在质量分数为10％的稀盐酸中超声清洗0.5h，去除透明导电基底表面可能附着的氧化物，清洗后的透明导电基底浸泡在质量分数为5％的双氧水中12h，增加透明导电基底的亲水性，提高透明导电基底的附着力，稳定性和导电性，最后取出透明导电基底在室温下自然干燥，得到清洗后的透明导电基底；
步骤一中所述的透明导电基底为FTO，在去离子水、丙酮和稀盐酸中超声清洗的功率均为55W；
二、制备三氧化钼纳米阵列：
①、首先将0.0025mol钼酸钠固体粉末溶解到20mL超纯水中，然后滴加35mL浓度为0.015mol/L硝酸，再在超声功率为60W下超声分散20min，得到三氧化钼纳米阵列的前驱物混合溶液；
②、首先将三氧化钼纳米阵列的前驱物混合溶液放入10mL玻璃容器中，然后将清洗后的透明导电基底倾斜放入玻璃容器中，清洗后的透明导电基底浸入到三氧化钼纳米阵列的前驱物混合溶液中，再将玻璃容器放入恒温干燥箱中，再在温度为60℃下反应3h，得到三氧化钼纳米阵列/透明导电基底复合薄膜；
三、制备核壳三氧化钼@氧化钨纳米阵列材料：
①、将0.05mol钨粉溶解到35mL超纯水中，再滴加35mL浓度为0.15mol/L硝酸，再在超声功率为60W下超声分散30min，得到氧化钨的前驱物混合溶液；
②、向15mL氧化钨的前驱物混合溶液中滴加20mL掺杂元素溶液，得到含有掺杂元素的氧化钨的前驱物混合溶液；
步骤三②中所述的掺杂元素溶液为硝酸铝溶液；掺杂元素溶液的浓度为2mol/L；
③、首先将含有掺杂元素的氧化钨的前驱物混合溶液放入10mL玻璃容器中，然后将三氧化钼纳米阵列/透明导电基底复合薄膜倾斜放入玻璃容器中，三氧化钼纳米阵列/透明导电基底复合薄膜浸入到含有掺杂元素的氧化钨的前驱物混合溶液中，再将玻璃容器放入恒温干燥箱中，再在温度为60℃下反应10h，得到电致变色智能型三氧化钼@氧化钨核壳纳米阵列储能电极。
图1为实施例一步骤二②得到的三氧化钼纳米阵列/透明导电基底复合薄膜的SEM图；
从图1可以看出形成了纳米线阵列，结构为一维阵列结构，易于离子和电子的传输，具有较好的电子传导特性，易于电化学反应的进行，提高反应速率。
图2为实施例一步骤三③得到的电致变色智能型三氧化钼@氧化钨核壳纳米阵列储能电极的低倍SEM图；
从图2可以看出大量的三氧化钼@氧化钨核壳纳米阵列存在，纳米阵列之间也会形成空隙，并且这种结构易于比表面积得到更大的暴露，提高材料比表面积，加快电解液渗透到材料表面，加快反应的进行。
图3为实施例一步骤三③得到的电致变色智能型三氧化钼@氧化钨核壳纳米阵列储能电极的高倍SEM图；
从图3可以看出纳米阵列外表面为纳米片包覆在纳米线表面而形成核壳结构，外层纳米片作为壳层，这些片层之间还相互交织形成网络多孔结构，更易于材料表面积的扩大，即比表面积进一步得到提高，并且形成空隙。这些都易于加快电化学反应的进行，提高反应速率，存储更多的电荷，同时也易于反应可逆性好。
图4为实施例一步骤三③得到的电致变色智能型三氧化钼@氧化钨核壳纳米阵列储能电极的循环稳定性图；
从图4可知，实施例一步骤三③得到的电致变色智能型三氧化钼@氧化钨核壳纳米阵列储能电极循环5000次，比电容量保持率97％，说明材料循环稳定性好。
图5为实施例一步骤三③得到的电致变色智能型三氧化钼@氧化钨核壳纳米阵列储能电极的原始状态图；
图6为实施例一步骤三③得到的电致变色智能型三氧化钼@氧化钨核壳纳米阵列储能电极在通电条件下的着色状态图；
图7为实施例一步骤三③得到的电致变色智能型三氧化钼@氧化钨核壳纳米阵列储能电极通电后再断电的褪色状态图。
从图5～图7可知，原始状态与着色和褪色态的对比，可以看出颜色着色态时为蓝色，褪色时薄膜颜色与初始相同，说明实施例一步骤三③得到的电致变色智能型三氧化钼@氧化钨核壳纳米阵列储能电极具有较好的可逆性。
实施例一制备的实施例一步骤三③得到的电致变色智能型三氧化钼@氧化钨核壳纳米阵列储能电极电致变色响应时间快，为5秒。
实施例二：一种电致变色智能型三氧化钼@氧化钨核壳纳米阵列储能电极的制备方法是按以下步骤完成的：
一、透明导电基底的清洗：
首先将透明导电基底在去离子水中超声清洗0.5h，去除透明导电基底表面附着的杂质成分；然后将透明导电基底在丙酮中超声清洗1h，去除透明导电基底表面可能残留的有机物组分，再将透明导电基底在质量分数为8％的稀盐酸中超声清洗0.5h，去除透明导电基底表面可能附着的氧化物，清洗后的透明导电基底浸泡在质量分数为10％的双氧水中30h，增加透明导电基底的亲水性，提高透明导电基底的附着力，稳定性和导电性，最后取出透明导电基底在室温下自然干燥，得到清洗后的透明导电基底；
步骤一中所述的透明导电基底为FTO，在去离子水、丙酮和稀盐酸中超声清洗的功率均为65W；
二、制备三氧化钼纳米阵列：
①、首先将0.02mol钼酸钠固体粉末溶解到40mL超纯水中，然后滴加300mL浓度为0.03mol/L硝酸，再在超声功率为70W下超声分散40min，得到三氧化钼纳米阵列的前驱物混合溶液；
②、首先将三氧化钼纳米阵列的前驱物混合溶液放入10mL玻璃容器中，然后将清洗后的透明导电基底倾斜放入玻璃容器中，清洗后的透明导电基底浸入到三氧化钼纳米阵列的前驱物混合溶液中，再将玻璃容器放入恒温干燥箱中，再在温度为90℃下反应10h，得到三氧化钼纳米阵列/透明导电基底复合薄膜；
三、制备核壳三氧化钼@氧化钨纳米阵列材料：
①、将0.02mol钨粉溶解到30mL超纯水中，再滴加20mL浓度为0.3mol/L硝酸，再在超声功率为75W下超声分散35min，得到氧化钨的前驱物混合溶液；
②、向35mL氧化钨的前驱物混合溶液中滴加15mL掺杂元素溶液，得到含有掺杂元素的氧化钨的前驱物混合溶液；
步骤三②中所述的掺杂元素溶液为硝酸铜溶液；掺杂元素溶液的浓度为1.5mol/L；
③、首先将含有掺杂元素的氧化钨的前驱物混合溶液放入10mL玻璃容器中，然后将三氧化钼纳米阵列/透明导电基底复合薄膜倾斜放入玻璃容器中，三氧化钼纳米阵列/透明导电基底复合薄膜浸入到含有掺杂元素的氧化钨的前驱物混合溶液中，再将玻璃容器放入恒温干燥箱中，再在温度为100℃下反应15h，得到电致变色智能型三氧化钼@氧化钨核壳纳米阵列储能电极。
实施例二制备的实施例一步骤三③得到的电致变色智能型三氧化钼@氧化钨核壳纳米阵列储能电极电致变色响应时间快，为9秒。
实施例三：一种电致变色智能型三氧化钼@氧化钨核壳纳米阵列储能电极的制备方法是按以下步骤完成的：
一、透明导电基底的清洗：
首先将透明导电基底在去离子水中超声清洗0.5h，去除透明导电基底表面附着的杂质成分；然后将透明导电基底在丙酮中超声清洗1h，去除透明导电基底表面可能残留的有机物组分，再将透明导电基底在质量分数为30％的稀盐酸中超声清洗0.5h，去除透明导电基底表面可能附着的氧化物，清洗后的透明导电基底浸泡在质量分数为20％的双氧水中5h，增加透明导电基底的亲水性，提高透明导电基底的附着力，稳定性和导电性，最后取出透明导电基底在室温下自然干燥，得到清洗后的透明导电基底；
步骤一中所述的透明导电基底为ITO，在去离子水、丙酮和稀盐酸中超声清洗的功率均为100W；
二、制备三氧化钼纳米阵列：
①、首先将1.5mol钼酸钠固体粉末溶解到150mL超纯水中，然后滴加500mL浓度为2.5mol/L硝酸，再在超声功率为150W下超声分散50min，得到三氧化钼纳米阵列的前驱物混合溶液；
②、首先将三氧化钼纳米阵列的前驱物混合溶液放入10mL玻璃容器中，然后将清洗后的透明导电基底倾斜放入玻璃容器中，清洗后的透明导电基底浸入到三氧化钼纳米阵列的前驱物混合溶液中，再将玻璃容器放入恒温干燥箱中，再在温度为80℃下反应12h，得到三氧化钼纳米阵列/透明导电基底复合薄膜；
三、制备核壳三氧化钼@氧化钨纳米阵列材料：
①、将0.03mol钨粉溶解到50mL超纯水中，再滴加30mL浓度为0.6mol/L硝酸，再在超声功率为120W下超声分散40min，得到氧化钨的前驱物混合溶液；
②、向20mL氧化钨的前驱物混合溶液中滴加10mL掺杂元素溶液，得到含有掺杂元素的氧化钨的前驱物混合溶液；
步骤三②中所述的掺杂元素溶液为氯化镍溶液；掺杂元素溶液的浓度为2mol/L；
③、首先将含有掺杂元素的氧化钨的前驱物混合溶液放入10mL玻璃容器中，然后将三氧化钼纳米阵列/透明导电基底复合薄膜倾斜放入玻璃容器中，三氧化钼纳米阵列/透明导电基底复合薄膜浸入到含有掺杂元素的氧化钨的前驱物混合溶液中，再将玻璃容器放入恒温干燥箱中，再在温度为120℃下反应30h，得到电致变色智能型三氧化钼@氧化钨核壳纳米阵列储能电极。
实施例三制备的实施例一步骤三③得到的电致变色智能型三氧化钼@氧化钨核壳纳米阵列储能电极电致变色响应时间快，为23秒。

Claims (10)

1.一种电致变色智能型三氧化钼@氧化钨核壳纳米阵列储能电极的制备方法，其特征在于一种电致变色智能型三氧化钼@氧化钨核壳纳米阵列储能电极的制备方法是按以下步骤完成的：
一、透明导电基底的清洗：
首先将透明导电基底依次在去离子水、丙酮和稀盐酸中超声清洗，然后将清洗后的透明导电基底浸泡在双氧水中，最后取出透明导电基底在室温下自然干燥，得到清洗后的透明导电基底；
二、制备三氧化钼纳米阵列：
①、首先将钼酸钠固体粉末溶解到超纯水中，然后滴加硝酸，再超声分散，得到三氧化钼纳米阵列的前驱物混合溶液；
②、首先将三氧化钼纳米阵列的前驱物混合溶液放入玻璃容器中，然后将清洗后的透明导电基底倾斜放入玻璃容器中，清洗后的透明导电基底浸入到三氧化钼纳米阵列的前驱物混合溶液中，再将玻璃容器放入恒温干燥箱中，再在温度为60℃～150℃下反应1h～50h，得到三氧化钼纳米阵列/透明导电基底复合薄膜；
三、制备核壳三氧化钼@氧化钨纳米阵列材料：
①、将钨粉溶解到超纯水中，再滴加硝酸，再超声分散，得到氧化钨的前驱物混合溶液；
②、向氧化钨的前驱物混合溶液中滴加掺杂元素溶液，得到含有掺杂元素的氧化钨的前驱物混合溶液；
③、首先将含有掺杂元素的氧化钨的前驱物混合溶液放入玻璃容器中，然后将三氧化钼纳米阵列/透明导电基底复合薄膜倾斜放入玻璃容器中，三氧化钼纳米阵列/透明导电基底复合薄膜浸入到含有掺杂元素的氧化钨的前驱物混合溶液中，再将玻璃容器放入恒温干燥箱中，再在温度为60℃～150℃下反应1h～100h，得到电致变色智能型三氧化钼@氧化钨核壳纳米阵列储能电极。
2.根据权利要求1所述的一种电致变色智能型三氧化钼@氧化钨核壳纳米阵列储能电极的制备方法，其特征在于步骤一中所述的透明导电基底为ITO或FTO。
3.根据权利要求1所述的一种电致变色智能型三氧化钼@氧化钨核壳纳米阵列储能电极的制备方法，其特征在于步骤一中透明导电基底在去离子水中超声清洗的时间为0.5h，在丙酮中超声清洗的时间为1h，在稀盐酸中超声清洗的时间为0.5h；所述的透明导电基底在去离子水、丙酮和稀盐酸中超声清洗的功率为50W～300W。
4.根据权利要求1所述的一种电致变色智能型三氧化钼@氧化钨核壳纳米阵列储能电极的制备方法，其特征在于步骤一中清洗后的透明导电基底浸泡在双氧水中浸泡的时间为0.5h～60h。
5.根据权利要求1所述的一种电致变色智能型三氧化钼@氧化钨核壳纳米阵列储能电极的制备方法，其特征在于步骤一中所述的稀盐酸的质量分数为0.05％～60％，所述的双氧水的质量分数为0.1％～30％。
6.根据权利要求1所述的一种电致变色智能型三氧化钼@氧化钨核壳纳米阵列储能电极的制备方法，其特征在于步骤二①中所述的钼酸钠固体粉末的物质的量与超纯水的体积比为(0.001mol～20mol):(20mL～500mL)；步骤二①中所述的钼酸钠固体粉末的物质的量与硝酸的体积比为(0.001mol～20mol):(30mL～600mL)；步骤二①中所述的硝酸的浓度为0.01mol/L～15mol/L；步骤二①中所述的超声分散的功率为60W～300W。
7.根据权利要求1所述的一种电致变色智能型三氧化钼@氧化钨核壳纳米阵列储能电极的制备方法，其特征在于步骤二②中首先将三氧化钼纳米阵列的前驱物混合溶液放入玻璃容器中，然后将清洗后的透明导电基底倾斜放入玻璃容器中，清洗后的透明导电基底浸入到三氧化钼纳米阵列的前驱物混合溶液中，再将玻璃容器放入恒温干燥箱中，再在温度为80℃～100℃下反应3h～12h，得到三氧化钼纳米阵列/透明导电基底复合薄膜。
8.根据权利要求1所述的一种电致变色智能型三氧化钼@氧化钨核壳纳米阵列储能电极的制备方法，其特征在于步骤三①中所述的钨粉的物质的量与超纯水的体积比为(0.001mol～20mol):(30mL～450mL)；步骤三①中所述的钨粉的物质的量与硝酸的体积比为(0.001mol～20mol):(20mL～750mL)；步骤三①中所述的硝酸的浓度为0.01mol/L～10mol/L；步骤三①中所述的超声分散的功率为60W～300W。
9.根据权利要求1所述的一种电致变色智能型三氧化钼@氧化钨核壳纳米阵列储能电极的制备方法，其特征在于步骤三②中所述的掺杂元素溶液为硝酸铝溶液、硝酸铜溶液、硝酸镍溶液或氯化镍溶液；步骤三②中所述的掺杂元素溶液的浓度为0.01mol/L～25mol/L；步骤三②中所述的氧化钨的前驱物混合溶液与掺杂元素溶液的体积比为(5～40):(10～100)。
10.根据权利要求1所述的一种电致变色智能型三氧化钼@氧化钨核壳纳米阵列储能电极的制备方法，其特征在于步骤三③中首先将含有掺杂元素的氧化钨的前驱物混合溶液放入玻璃容器中，然后将三氧化钼纳米阵列/透明导电基底复合薄膜倾斜放入玻璃容器中，三氧化钼纳米阵列/透明导电基底复合薄膜浸入到含有掺杂元素的氧化钨的前驱物混合溶液中，再将玻璃容器放入恒温干燥箱中，再在温度为60℃～120℃下反应10h～30h，得到电致变色智能型三氧化钼@氧化钨核壳纳米阵列储能电极。
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