CN112876095B - 多彩色电致变色复合薄膜及其制备方法 - Google Patents

多彩色电致变色复合薄膜及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种多彩色电致变色复合薄膜及其制备方法，该复合薄膜的制备方法包括以下步骤：配制TiO2前驱体溶液；提供一衬底，将衬底置于前驱体溶液中进行水热反应；配制氧化钨前驱体溶液，将衬底置于氧化钨前驱体溶液中进行水热反应；将硫酸氧钒溶于无水乙醇和水溶液中，在WO3薄膜表面沉积得到V2O5薄膜。本发明的复合薄膜的制备方法，TiO2阵列薄膜的引入显著降低了后续氧化钨的颗粒尺寸，增大了与电解液的接触面积，反应活性位点增加，光学调制能力、响应速度与循环稳定性提高；复合薄膜结构有利于电解质中离子的扩散，比表面积增大，增强了材料的能量存储能力。此外，五氧化二钒的引入，丰富了复合薄膜材料的颜色调控模式。

Description

多彩色电致变色复合薄膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及电致变色材料技术领域，尤其涉及一种多彩色电致变色复合薄膜及其制备方法。
背景技术
电致变色材料是一种在外加驱动电压下可以实现光学属性的稳定、可逆变化的智能材料。以电致变色材料为核心层，匹配相应的电解质层和对电极层组装可以得到电致变色器件，且该器件与超级电容器相同的器件结构和反应机理，因此制备一种同时具有电致变色和超电容特性的金属氧化物薄膜电极材料具有非常高的实际使用价值。
WO3是一种典型的阴极电致变色材料，具有光学对比度显著、着色效率高等优点，但将这种电致变色材料应用于电致变色与超电容存储器件还面临着两个严重的问题：(1)变色过程是离子与电子的双扩散反应，而材料的本征结构不能提供足够的反应位点，影响了着色/消色反应的响应时间；(2)在着色/消色过程中，Li+的扩散深度有限，且注入与抽出电荷数目不相等，导致多次循环后电极材料的光学调制性能下降，寿命有限；(3)WO3的着色态/消色态为深蓝色/透明色，颜色较单一，且能量存储性能不佳，限制了其作为多功能器件使用的美观性。
针对以上三个问题，目前主要通过掺杂、复合或形貌调控等方法来来提高WO3基电极材料的比表面积，以期获得更佳的响应速率与光学调制能力，但基于WO3的本征颜色可调性差，循环寿命未得到显著提高，因而其实际应用受限。
基于目前的WO3基电极材料存在的技术缺陷，有必要对此进行改进。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种多彩色电致变色复合薄膜及其制备方法，以解决或部分解决现有技术中存在的技术问题。
第一方面，本发明提供了一种多彩色电致变色复合薄膜的制备方法，包括以下步骤：
配制TiO2前驱体溶液；
提供一衬底，将所述衬底置于TiO2前驱体溶液中进行水热反应，在所述衬底表面形成TiO2薄膜；
配制氧化钨前驱体溶液，将形成有TiO2薄膜的衬底置于氧化钨前驱体溶液中进行水热反应，在TiO2薄膜表面形成WO3薄膜；
将硫酸氧钒溶于无水乙醇和水的混合溶液中，利用电化学沉积法在WO3薄膜表面沉积得到V2O5薄膜。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述的多彩色电致变色复合薄膜的制备方法，所述TiO2前驱体溶液的配制方法具体为：将盐酸溶液与钛酸四丁酯溶于水中，搅拌均匀后即得TiO2前驱体溶液。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述的多彩色电致变色复合薄膜的制备方法，将所述衬底置于TiO2前驱体溶液中进行水热反应，其中，水热反应的温度为120～200℃、时间为0.5～8h。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述的多彩色电致变色复合薄膜的制备方法，将H2WO4加入到去离子水中，然后加入H2O2溶液搅拌加热后得到澄清溶液，继续加水，搅拌后得到第一溶液；
取一定体积的第一溶液，并加入HCl溶液和乙腈即得氧化钨前驱体溶液。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述的多彩色电致变色复合薄膜的制备方法，所述将形成有TiO2薄膜的衬底置于氧化钨前驱体溶液中进行水热反应，其中，水热反应的温度为140～220℃、时间为4～48h。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述的多彩色电致变色复合薄膜的制备方法，电化学沉积之前还包括调节混合溶液的pH为1～3，电化学沉积法为循环伏安法或恒电流法。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述的多彩色电致变色复合薄膜的制备方法，所述将硫酸氧钒溶于无水乙醇和水的混合溶液中，无水乙醇和水的体积比为(1～9):(1～9)。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述的多彩色电致变色复合薄膜的制备方法，所述混合溶液中硫酸氧钒的浓度为0.05～1M。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述的多彩色电致变色复合薄膜的制备方法，所述盐酸溶液的浓度为6～12M。
第二方面，本发明还提供了一种多彩色电致变色复合薄膜，采用所述的制备方法制备得到。
本发明的一种多彩色电致变色复合薄膜的制备方法相对于现具有以下有益效果：
本发明的多彩色电致变色复合薄膜的制备方法，通过在衬底表面形成TiO2阵列薄膜，TiO2阵列薄膜的引入显著降低了后续氧化钨的颗粒尺寸，增大了氧化钨纳米材料与电解液的接触面积，反应活性位点增加，光学调制能力大幅提高，响应速度加快；TiO2阵列薄膜的引入降低了FTO导电玻璃与氧化钨之间的晶格失配，提高了其循环稳定性；此外，形成的WO3/TiO2复合薄膜结构有利于电解质离子的扩散，比表面结增加，增强了氧化钨材料的能量存储能力。同时，WO3薄膜能实现深蓝色与透明态之间的可逆转变，而V2O5薄膜可提供黄色、绿色及灰色之间的可逆转变。基于颜色叠加原理，五氧化二钒的引入，丰富了电极材料的颜色调控模式，同时提高了复合薄膜材料的赝电容特性，使复合薄膜材料兼具了电致变色与能量存储特性。综上，本发明制备得到的复合薄膜兼具电致变色和能量存储特性，同时赋予了多彩色调控的功能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1制备得到的多彩色电致变色复合薄膜的XRD图谱；
图2为本发明实施例1制备得到的多彩色电致变色复合薄膜在不同电流密度下的充放电曲线；
图3为本发明对比例1制备得到的多彩色电致变色复合薄膜在不同电流密度下的充放电曲线；
图4为本发明实施例1制备得到的多彩色电致变色复合薄膜和对比例1制备的氧化钨电致变色薄膜的面积比电容与不同电流密度的关系曲线；
图5为本发明实施例3制备得到的多彩色电致变色复合薄膜的表面形貌图；
图6为本发明实施例2制备得到的多彩色电致变色复合薄膜的光谱调控曲线图；
图7为本发明实施例2制备得到的多彩色电致变色复合薄膜的光学照片。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种多彩色电致变色复合薄膜的制备方法，包括以下步骤：
S1、配制TiO2前驱体溶液；
S2、提供一衬底，将衬底置于TiO2前驱体溶液中进行水热反应，在衬底表面形成TiO2薄膜；
S3、配制氧化钨前驱体溶液，将形成有TiO2薄膜的衬底置于氧化钨前驱体溶液中进行水热反应，在TiO2薄膜表面形成WO3薄膜；
S4、将硫酸氧钒溶于无水乙醇和水的混合溶液中，利用电化学沉积法在WO3薄膜表面沉积得到V2O5薄膜。
需要说明的是，本申请实施例中，衬底包括FTO导电玻璃、ITO导电玻璃、或基于钠钙玻璃、聚亚酰胺薄膜的导电基底等。
在一些实施例中，TiO2前驱体溶液的配制方法具体为：将盐酸溶液与钛酸四丁酯溶于水中，磁力搅拌30min后即得TiO2前驱体溶液，其中，盐酸溶液的浓度为6～12M、钛酸四丁酯的体积为0.2～10ml。
在一些实施例中，将衬底置于装有TiO2前驱体溶液的水热反应釜中，于温度为120～200℃下水热反应0.5～8h，即在衬底表面形成TiO2阵列薄膜。
在一些实施例中，氧化钨前驱体溶液的配制方法为：将H2WO4加入到去离子水中，然后加入质量浓度为30％的H2O2溶液搅拌加热后得到澄清溶液，继续加水稀释，搅拌后得到第一溶液；取一定体积的第一溶液，并加入HCl溶液和乙腈即得氧化钨前驱体溶液。
具体的，将1.25g的H2WO4加入到5～40ml去离子水中，再加入5～30ml质量浓度为30％的H2O2溶液，于60～100℃下搅拌，加水后继续搅拌，得到第一溶液；取10ml第一溶液，然后加入2ml浓度为6～12M的HCl溶液、20～80ml的乙腈即得氧化钨前驱体溶液。
在一些实施例中，将形成有TiO2薄膜的衬底置于氧化钨前驱体溶液中，于温度为140～220℃下反应4～48h，在TiO2薄膜表面形成WO3薄膜。
在一些实施例中，S4具体为：将VOSO4·5H2O加入无水乙醇和水的混合溶液中，搅拌均匀，然后加入NaOH溶液，调节混合溶液的pH为1～3，采用循环伏安法或恒电流法在WO3薄膜表面电沉积得到V2O5薄膜；具体的混合溶液中VOSO4的浓度为0.05～1M，无水乙醇和水的混合溶液的体积为100ml，无水乙醇和水体积比为(1～9):(1～9)。
本发明的多彩色电致变色复合薄膜的制备方法，通过在衬底表面形成TiO2阵列薄膜，TiO2阵列薄膜的引入显著降低了后续氧化钨的颗粒尺寸，由棒状向颗粒状转变，光学调制能力大幅提高，增大了氧化钨纳米材料与电解液的接触面积，响应速度提高；TiO2阵列薄膜的引入降低了FTO导电玻璃与氧化钨之间的晶格失配，提高了其循环稳定性；此外，形成的WO3/TiO2复合薄膜结构有利于电解质离子的扩散，比表面积增大，增强了氧化钨材料的能量存储能力；五氧化二钒的引入，丰富了复合薄膜电极材料的颜色调控能力，同时提高了复合薄膜材料的赝电容特性，使复合薄膜材料兼具了电致变色与能量存储特性，综上，本发明制备得到的复合薄膜电极材料兼具电致变色和能量存储特性，同时赋予了多彩色调控的功能。
基于同一发明构思，本发明还提供了一种多彩色电致变色复合薄膜，采用上述的制备方法制备得到。
以下进一步以具体实施例说明本发明的多彩色电致变色复合薄膜的制备方法。
实施例1
本申请实施例提供了一种多彩色电致变色复合薄膜的制备方法，包括以下步骤：
S1、取5ml浓度为12M的盐酸溶液与5ml钛酸四丁酯，加入10ml去离子水，室温下磁力搅拌30min，形成TiO2前驱体溶液，倒入100ml的水热反应釜中，备用；
S2、提供一FTO导电玻璃，将FTO导电玻璃置于S1中的水热反应釜中于180℃下反应2h，即可在衬底表面形成TiO2阵列薄膜；
S3、称取1.25g的H2WO4加入到30ml的去离子水中，再加入30ml的质量浓度为30％的H2O2溶液，于100℃下加热搅拌30min得到澄清溶液，继续加入60ml的去离子水，稀释后得到第一溶液；取10ml的第一溶液，加入2ml浓度为12M的HCl溶液，加入40ml的乙腈，得到氧化钨前驱体溶液；将形成有TiO2薄膜的衬底置于氧化钨前驱体溶液中于温度为180℃下反应24h，在TiO2薄膜表面形成WO3薄膜；
S4、称取12.65g的VOSO4·5H2O，加入总体积为100ml的无水乙醇和水的混合溶液(无水乙醇和水的体积比为1:1)中，搅拌均匀，然后加入氢氧化钠溶液调节pH为2，采用循环伏安法，以铂片电极为工作电极，Ag/AgCl为参比电极，上述WO3/TiO2复合薄膜为工作电极，在0V-3.0V之间循环2次，扫描速率为20mV/s，在WO3薄膜表面电沉积得到V2O5薄膜。
实施例2
本申请实施例提供了一种多彩色电致变色复合薄膜的制备方法，包括以下步骤：
S1、取5ml浓度为10M的盐酸溶液与1ml钛酸四丁酯，加入5ml去离子水，室温下磁力搅拌30min，形成TiO2前驱体溶液，倒入100ml的水热反应釜中，备用；
S2、提供一FTO导电玻璃，将FTO导电玻璃置于S1中的水热反应釜中于160℃下反应4h，即可在衬底表面形成TiO2阵列薄膜；
S3、称取1.25g的H2WO4加入到40ml的去离子水中，再加入40ml的质量浓度为30％的H2O2溶液，于100℃下加热搅拌30min得到澄清溶液，继续加入40ml的去离子水，稀释后得到第一溶液；取10ml的第一溶液，加入2ml浓度为6M的HCl溶液，加入20ml的乙腈，得到氧化钨前驱体溶液；将形成有TiO2薄膜的衬底置于氧化钨前驱体溶液中于温度为160℃下反应16h，在TiO2薄膜表面形成WO3薄膜；
S4、称取6.325g的VOSO4·5H2O，加入总体积为100ml的无水乙醇和水的混合溶液(无水乙醇和水的体积比为3:7)中，搅拌均匀，然后加入氢氧化钠溶液调节pH为2.5，利用恒电流电沉积法，以铂片电极为工作电极，Ag/AgCl为参比电极，上述WO3/TiO2复合薄膜为工作电极，在电流密度为50μA·cm-2下沉积时间500s，在WO3/TiO2复合薄膜表面电沉积得到V2O5薄膜。
实施例3
本申请实施例提供了一种多彩色电致变色复合薄膜的制备方法，包括以下步骤：
S1、取5ml浓度为10M的盐酸溶液与1ml钛酸四丁酯，加入5ml去离子水，室温下磁力搅拌30min，形成TiO2前驱体溶液，倒入100ml的水热反应釜中，备用；
S2、提供一FTO导电玻璃，将FTO导电玻璃置于S1中的水热反应釜中于180℃下反应4h，即可在衬底表面形成TiO2阵列薄膜；
S3、称取1.25g的H2WO4加入到40ml的去离子水中，再加入40ml的质量浓度为30％的H2O2溶液，于100℃下加热搅拌30min得到澄清溶液，继续加入40ml的去离子水，稀释后得到第一溶液；取10ml的第一溶液，加入2ml浓度为6M的HCl溶液，加入20ml的乙腈，得到氧化钨前驱体溶液；将形成有TiO2薄膜的衬底置于氧化钨前驱体溶液中于温度为160℃下反应16h，在TiO2薄膜表面形成WO3薄膜；
S4、称取6.325g的VOSO4·5H2O，加入总体积为100ml的无水乙醇和水的混合溶液(无水乙醇和水的体积比为3:7)中，搅拌均匀，然后加入氢氧化钠溶液调节pH为2.5，利用循环伏安法为电沉积法，以铂片电极为工作电极，Ag/AgCl为参比电极，上述WO3/TiO2复合薄膜为工作电极，在0V-3.0V之间循环3次，扫描速率为10mV/s，在WO3薄膜表面电沉积得到V2O5薄膜。
对比例1
本申请对比例提供了一种电致变色薄膜的制备方法，包括以下步骤：
S1、提供一FTO导电玻璃；
S2、称取1.25g的H2WO4加入到30ml的去离子水中，再加入15ml的质量浓度为30％的H2O2溶液，于100℃下加热搅拌30min得到澄清溶液，继续加入60ml的去离子水，稀释后得到第一溶液；取10ml的第一溶液，加入2ml浓度为12M的HCl溶液，加入40ml的乙腈，得到氧化钨前驱体溶液；将FTO导电玻璃置于氧化钨前驱体溶液中于温度为180℃下反应24h，在FTO导电玻璃表面形成WO3薄膜。
性能测试
测试本申请实施例1中制备得到的多彩色电致变色复合薄膜的XRD图谱，结果如图1所示。从图1中可以看出，因采用的是掠入射测试，XRD图谱中未发现明显归属于FTO导电基底与TiO2的特征峰，图谱中主要的衍射峰归属于六方形WO3，证明材料具有较好的电致变色特性。图中没有观察到明显的属于V2O5的特征峰，说明电沉积制备的V2O5为无定型结构。
测试本申请实施例1中制备得到的多彩色电致变色复合薄膜在电压范围为-1～1V的不同电流密度下(0.2,0.4,0.6,0.8,1.0mA·cm-2)的充放电曲线，结果如图2所示。从图2中可以看出，多彩色电致变色复合薄膜的充放电曲线基本对称，说明材料具有很好的氧化还原性。
测试本申请对比例1中制备得到的氧化钨薄膜在电压范围为-1～0.2V的不同电流密度下(0.2,0.4,0.6,0.8,1.0mA·cm-2)的充放电曲线，结果如图3所示。从图3中可以看出，氧化钨薄膜的充放电曲线基本对称，但赝电容性能不佳。
测试本申请实施例1中制备得到的多彩色电致变色复合薄膜和对比例1制备得到的氧化钨薄膜在不同电流密度下(0.2,0.4,0.6,0.8,1.0mA·cm-2)的充放电曲线计算得到的面积比电容(Ca)对比，结果如图4所示。从图4中可以看出，多彩色电致变色复合薄膜在0.2mA·cm-2的电流密度下的Ca为26.99mF·cm-2，0.1mA·cm-2的电流密度下的Ca为17.32mF·cm-2，说明材料具有很好的倍率性能。而对比例1制备的氧化钨薄膜在0.2mA·cm-2的电流密度下的Ca为10.25mF·cm-2，0.1mA·cm-2的电流密度下的Ca为5.35mF·cm-2。说明通过V2O5的复合制备提高了材料的能量存储特性。
本申请实施例3中制备得到的多彩色电致变色复合薄膜的表面形貌如图5所示。从图5中可以看出复合薄膜呈现连续的网状结构，结构中有大量孔洞存在，有利于反应中离子与电子的注入与抽出。
测试本申请实例2中制备得到的多彩色电致变色复合薄膜在不同驱动电压下(-1.0～1.5V)在350-1300nm波长范围内的透光率曲线，结果如图6所示。从图6中可以发现，薄膜的透光率随驱动电压而发生显著变化，说明复合薄膜具有较好的光学调控能力。
本申请实例2中制备得到的多彩色电致变色复合薄膜在不同驱动电压下的光学照片如图7所示。从图7中可以看出，电压为-1.0V时，薄膜为着色态，呈深蓝黑色，随着电压逐渐提高，WO3由蓝色向透明态转变，V2O5逐渐由灰色向绿色及黄色转变(图中以照片的透明度表示黄色变化程度)，因此复合薄膜的颜色逐渐变浅，到电压为2V时，复合薄膜几乎完全透明，说明到电压为2V时已基本变成黄色。以上颜色转变说明了本申请制备的电致变色复合薄膜具有丰富的颜色调控模式。
以上述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种多彩色电致变色复合薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、取5ml浓度为12M的盐酸溶液与5ml钛酸四丁酯，加入10ml去离子水，室温下磁力搅拌30min，形成TiO2前驱体溶液，倒入水热反应釜中，备用；
S2、提供一FTO导电玻璃，FTO导电玻璃作为衬底，将FTO导电玻璃置于S1中的水热反应釜中于180℃下反应2h，即可在衬底表面形成TiO2阵列薄膜；
S3、称取1.25g的H2WO4加入到30ml的去离子水中，再加入30ml的质量浓度为30％的H2O2溶液，于100℃下加热搅拌30min得到澄清溶液，继续加入60ml的去离子水，稀释后得到第一溶液；取10ml的第一溶液，加入2ml浓度为12M的HCl溶液，加入40ml的乙腈，得到氧化钨前驱体溶液；将形成有TiO2薄膜的衬底置于氧化钨前驱体溶液中于温度为180℃下反应24h，在TiO2薄膜表面形成WO3薄膜；
S4、称取12.65g的VOSO4·5H2O，加入总体积为100ml的体积比为1:1的无水乙醇和水的混合溶液中，搅拌均匀，然后加入氢氧化钠溶液，调节pH为2，采用循环伏安法，以铂片电极为工作电极，Ag/AgCl为参比电极，步骤S3中的WO3薄膜为工作电极，在0V-3.0V之间循环2次，扫描速率为20mV/s，在WO3薄膜表面电沉积得到V2O5薄膜。
2.一种多彩色电致变色复合薄膜，其特征在于，采用权利要求1所述的制备方法制备得到。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN105481264A (zh) * 2016-01-24 2016-04-13 上海应用技术学院 一种形貌可控的wo3薄膜的制备方法
CN107163928A (zh) * 2017-06-09 2017-09-15 合肥工业大学 一种三氧化钨/五氧化二钒核壳纳米线阵列电致变色材料及其制备方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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