CN115268119A - 基于CPs/2D材料的异质结复合电极及其制备方法与应用 - Google Patents

基于CPs/2D材料的异质结复合电极及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及智能窗口领域，具体涉及一种基于CPs/2D材料的异质结复合电极及其制备方法与应用。本发明通过气‑液界面自组装成2D纳米材料基底膜，在其表面电化学沉积高分子导电聚合物得到基于CPs/2D材料的异质结复合电极。有效提升电致变色储能材料的储能特性，同时兼顾电致变色材料色彩的调节和热致变色材料可调相变温度等特性，可高效存储和释放电能；其稳定性高，电化学性质稳定，经测定面积比容量在低电流密度时提升86.6%，高电流密度时提升82.9%，明显高于常用电极材料。将制备的异质结复合电极与水凝胶电解质组装后应用于建筑智能窗口，具有调节室内温度，实现建筑储能节能；因其价格低廉，制备工艺简单，具有极高的商业应用价值。

Description

基于CPs/2D材料的异质结复合电极及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及智能窗口领域，具体涉及一种基于CPs/2D材料的异质结复合电极及其制备方法与应用。
背景技术
随着全球变暖、气候变化以及由此产生的环境问题日益严重，节能减排、降低能源消耗成为急需解决的难题。经统计，全球近40%的能源消耗来自于包括供暖、照明、通风和空调等在内的建筑能耗。如何降低建筑能耗成为新的研究热点。
热致变色器件(TCD)可以通过环境响应能力自动调节窗户的透明度，在不需要任何额外能源的情况下调控太阳光透过。VO2是TCD中应用最广泛的无机热致变色材料，但其高相变温度(~68°C)、低的太阳能调制效率(∆T sol <10%)和较深的颜色极大地限制其应用。电化学能源存储器件将可再生资源(如太阳能、风能以及潮汐能)存储为电化学能量，有效减缓化石能源的快速消耗并降低环境污染。其中的导电聚合物(CPs)是一种电致变色器件和超级电容器的电极材料。然而单一组分的CPs由于结构单一，薄膜结构致密阻碍了导电聚合物与电解质之间的渗透，导致电化学储能性能受限。同时在往复的充/放电过程中发生结构粉碎和反离子流动，循环性能较差。因此，开发高稳定高容量的CPs复合电致变色储能器件对于窗口储能性能的提升至关重要。
近年来，氧化石墨烯(GO)、二硫化钼(MoS2)等二维(2D)材料由于其独特的物理化学性质，被广泛地用作各种储能器件的电极材料。其中MXene作为一种2D过渡金属碳化物和氮化物，具有可控的层间距和超导电性，同时可调节的表面功能基团极大的拓宽了其在电极材料中的应用。此外，MXene亲水性表面促进其在水相介质中与介质离子的接触，其层状结构由弱范德华力维持，层间距足够大，为介质离子输运提供高度有序的2D纳米通道。当尚未见有将Mxene与导电聚合物应用在智能窗口的相关报道。
发明内容
有鉴于此，本发明针对纯CPs薄膜在长时间的循环使用中会遭受结构粉碎和电容退化问题，以电容储能能力优异、稳定性良好的2D 材料为透明导电层基底，在其表面通过电化学沉积的方式制备得到CPs/2D材料异质结复合电极材料，并将其与热致变色水凝胶进行组装，得到一体化智能窗器件，考察其光学性能及储能性能，得到高效节能、电能存储量更高的电致变色储能器件。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明提供了一种基于CPs/2D材料的异质结复合电极，所述的异质结复合电极以2D材料作为透明导电基底，在其表面电化学沉积含有酸性掺杂剂的高分子导电聚合物；。
另一方面，本发明还提供了一种基于CPs/2D材料的异质结复合电极的制备方法，具体包括以下步骤：
（1）玻璃基板置于容器底部，将2D材料用酸分散后倒入玻璃基板上，滴入过量的高挥发剂，形成2D薄膜玻璃基板；
（2）配置含有酸性掺杂剂和高分子导电聚合物的电沉积液，酸性掺杂剂和高分子导电聚合物的摩尔浓度比为1:1~10；
（3）以Ag/AgCl为参比电极、铂丝为对电极、步骤（1）制备的2D薄膜玻璃基板为工作电极，在电沉积液中进行电沉积得到CPs/2D材料的异质结复合电极。
进一步地，步骤（1）中所述的酸为HCl或HNO3；所述的高挥发剂为乙酸乙酯(EA)、乙醇或甲苯。
步骤（1）中所述的2D 材料为Mxene、GO或MoS2。
步骤（2）中所述的酸性掺杂剂为HCl或H2SO4；所述的高分子导电聚合物为热致变色聚合物，优选为，聚苯胺（PANI）、聚吡咯（PPy）或聚噻吩（PTh）。
步骤（3）中所述电沉积的电压为0.6~1.3 V，所述沉积的时间为200~800 s。
本发明还提供了上述CPs/2D材料异质结复合电极在高效储能电-热致变色一体化智能窗中的应用。
进一步地，本发明还提供了一种高效储能电-热致变色一体化智能窗；所述智能窗包括有基底层、电解质层、电致变色层以及透明导电层。
所述基底层为ITO导电玻璃。
所述电解质层中包含有复合热致变色电解质；优选为聚两性水凝胶(PAH)、聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)、羟丙基纤维素(HPC)的盐溶液，所述复合热致变色电解质的浓度为5~40 mg/mL；所述盐为KCl、NaCl或LiCl，所述盐的浓度为0.2~2 mol/L。
所述电致变色层的材料为兼具储能性能的电致变色储能高分子导电聚合物，优选为聚苯胺（PANI）、聚吡咯（PPy）或聚噻吩（PTh）。
所述透明导电层的材料为2D 材料，优选为Mxene、GO或MoS2。
进一步地，所述智能窗的组装步骤包括有：ITO导电玻璃清洗烘干后固定，将两根导线作为正极和负极引出，在接口处留有空隙，CPs/2D材料的异质结复合电极贴合在空白的ITO导电玻璃上，用环氧树脂封装底部；将凝胶电解质注入两个电极之间的腔内，替代腔内空气后用环氧树脂封装，固化6-24 h得到电-热致变色一体化智能窗。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过气-液界面自组装成2D纳米材料基底膜，在其表面电化学沉积高分子导电聚合物得到基于CPs/2D材料的异质结复合电极。有效提升电致变色储能材料的储能特性，同时兼顾电致变色材料色彩的调节和热致变色材料可调相变温度等特性，可高效存储和释放电能；其稳定性高，电化学性质稳定，经测定面积比容量在低电流密度时提升86.6%，高电流密度时提升82.9%，明显高于常用电极材料。将制备的异质结复合电极与水凝胶电解质组装后应用于建筑智能窗口，具有调节室内温度，实现建筑储能节能；因其价格低廉，制备工艺简单，具有极高的商业应用价值。
附图说明
图1是制备的PANI/MXene 异质结复合电极的流程示意图；
图2是MXene薄膜和PANI/MXene薄膜的SEM图；其中，（a）是MXene薄膜SEM图，（b）是PANI/MXene薄膜SEM图，（c）是PANI/MXene薄膜的截面SEM图；
图3是0.1~0.5 mA/cm2和-0.2~1.0 V电位范围内PANI和PANI/MXene薄膜的GCD曲线图；
图4是PANI和PANI/MXene薄膜GCD曲线计算结果图；
图5是不同浓度的MXene溶液制备的PANI/MXene透射光谱和实物图；
图6是浓度分别为0.05、0.10、0.15、0.20、0.25 mg/mL的MXene薄膜的性能对比图；
图7是制备的MXene、PANI和PANI/MXene的FT-IR图谱；
图8是制备的MXene、PANI和PANI/MXene的XRD图谱。
具体实例方式
为了更充分的理解本发明的技术内容，下面结合具体实例对本发明的技术方案作进一步的说明和介绍。本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。如无特殊说明，本发明实施例中所涉及的试剂均为市售产品，均可以通过商业渠道购买获得。
实施例1
本实施例中使用气-液界面自组装法制备PANI/MXene异质结复合电极。图1是制备的PANI/MXene 异质结复合电极的流程示意图。具体包括如下制备步骤：
（1）刻蚀Ti3AlC2 (MAX)合成Ti3C2 (MXene)：将1 g LiF加入到20 mL的9 M HCl中，搅拌30 min获得刻蚀液；随后，将1 g Ti3AlC2添加到上述刻蚀液中，在35℃的温度下连续搅拌24 h；产物Ti3C2用去离子水清洗，5000 rpm离心5 min倒出上清液，清洗至pH~ 6。将得到的沉淀物加入40 mL去离子水中，氩气气氛下，冰水浴中超声剥离1 h，然后以3500 rpm离心40 min，收集暗黑色上清液，得到稳定分散的MXene悬浮液，将其真空冷冻干燥后备用。
（2）界面自组装法制备2D MXene透明导电层薄膜：将洗净的玻璃基板置于培养皿底部，将步骤（1）中得到的MXene用HCL分散后缓慢倒入培养皿中；滴加过量的丙烯酸乙酯（EA）至MXene溶液中。由于界面张力梯度作用，MXene经强烈的静电作用结合，形成均匀的MXene薄膜；缓慢取出玻璃基板得到MXene薄膜玻璃基板。MXene溶液浓度越高，碰撞速率越大，涂层越厚呈现明显的线性变化，制备MXene溶液浓度分别为0.05、0.10、0.15、0.20、0.25mg/mL的 MXene薄膜玻璃基板。
（3）电化学沉积法制备PANI/MXene异质结复合电极：用H2SO4掺杂剂和聚苯胺(PANI)配制电沉积液，H2SO4与PANI的摩尔浓度比为1:1；以Ag/AgCl为参比电极、铂丝为对电极、步骤（2）制备的MXene薄膜玻璃基板为工作电极，在电沉积液中进行电沉积，沉积的电压为0.6 V，沉积的时间为800 s；沉积得到PANI/MXene异质结复合电极；同时以相同制备方法制备PANI电极，区别在于制备过程中不添加Mxene溶液。
图2是MXene薄膜和PANI/MXene薄膜的SEM图；其中，（a）是MXene薄膜SEM图，（b）是PANI/MXene薄膜SEM图，（c）是PANI/MXene薄膜的截面SEM图；由图2可见，MXene较为均匀的堆积于玻璃基板表面，苯胺在其表面聚合过程中呈现松散网络堆积状结构，其松散结构更有利于电解质中离子的迁移。制备的PANI/MXene薄膜的厚度约为1.1 μm。PANI呈现肌瘤状结构粘接在MXene表面。这主要是由于PANI的自氧化聚合过程中成核部位的电位比其他部位低，使PANI呈线性生长趋势，因此呈肌瘤状分布。
采用CHI760E电化学工作站分别对PANI电极以及制备的PANI/MXene异质结复合电极进行测试。以HPC水凝胶作为电解液对PANI电极、PANI/MXene异质结复合电极进行循环伏安(CV)、电化学阻抗(EIS)和恒电流充放电(GCD)测试。扫描电压范围为-0.2~1.0 V，扫描速度分别为25、50、75、100 mV/s。
图3是0.1~0.5 mA/cm2和-0.2~1.0 V电位范围内PANI和PANI/MXene薄膜的面积比容量（GCD）曲线图；图中（a）是PANI的GCD曲线图，（b）是PANI/MXene薄膜的GCD曲线图；图中曲线从左至右依次为0.1 mA/cm2、0.2 mA/cm2、0.3mA/cm2、0.4mA/cm2、0.5mA/cm2。图4是PANI和PANI/MXene薄膜GCD曲线计算结果图；由图3、图4可见，电荷充/放电曲线的对称性表明PANI/MXene电极仍然具备良好的电容性能。PANI/MXene电极的面积容量在0.1 mA/cm2低电流密度时为21.54 mF/cm2，明显高于纯PANI电极电容材料(在0.1 mA/cm2低电流密度时为11.54 mF/cm2)。证明制备的PANI/MXene异质结复合电极具有优异的电容性能，PANI复合MXene后可有效提升PANI的电容行为。
图5是不同浓度的MXene溶液制备的PANI/MXene透射光谱和实物图；图中，（a）是UV-Vis-IR透过率光谱，（b）是制备的PANI/MXene的光学照片；由图5可见，随着MXene溶液浓度的增加，透过率光谱呈现逐渐下降的趋势，可见，随着MXene浓度的增加，对太阳光透过率产生了一定的阻隔作用。随着MXene溶液浓度的增加，制备的PANI/MXene也呈现出逐渐变暗的趋势。其对于室内的采光会产生一定的影响，但选择小浓度的MXene对于室内的采光影响较小，故后续选择Mxene溶液的浓度为0.10 mg/mL。
图6是浓度分别为0.05、0.10、0.15、0.20、0.25 mg/mL的MXene薄膜的性能对比图；其中，（a）为不同浓度下MXene电极的CV图；（b）为不同浓度下MXene电极的EIS；由图6可以看出，CV曲线平滑，证明MXene对于离子的存储能力即电储能性能主要以双电层电容为主。随着MXene浓度的增加，CV图的面积呈现逐渐上升的趋势，表明电能存储量随MXene浓度增加而增加。由EIS可见，在高频区随着MXene浓度的逐渐增加，能奎斯特图中的容抗弧逐渐增大，表明等效电阻Ect阻值与同样随着MXene浓度的逐渐增加。
实施例2
（1）刻蚀MAX合成MXene：将1.5 g LiF加入20 mL的9 M HCl中，搅拌40 min获得刻蚀液；将1.5 g Ti3AlC2添加到上述刻蚀液中，在35℃的温度下连续搅拌24 h；产物用去离子水清洗，3500 rpm离心1 min倒出上清液，清洗至pH ~ 6；将得到的沉淀物加入50 mL去离子水中，惰性气氛下，冰水浴中超声剥离1.5 h，然后以3500 rpm离心30 min，收集暗黑色上清液，得到稳定分散的MXene悬浮液，真空冷冻干燥后备用；
（2）界面自组装法制备2D MXene透明导电层薄膜：将洗净的玻璃基板置于培养皿底部，将步骤（1）中得到的MXene用HNO3分散后将MXene溶液（0.10 mg/mL）缓慢倒入培养皿中；滴加过量的乙醇至MXene悬浮液中；由于界面张力梯度作用，MXene经强烈的静电作用结合，形成均匀的MXene薄膜。缓慢取出玻璃基板得到MXene薄膜玻璃基板。
（3）电化学沉积法制备PANI/MXene异质结复合电极：用H2SO4掺杂剂和苯胺单体PANI配制电沉积液，H2SO4与PANI的摩尔浓度比为1:5；以Ag/AgCl为参比电极、铂丝为对电极、MXene薄膜玻璃基板为工作电极，在电沉积液中进行电沉积，沉积的电压为0.8 V，沉积的时间为400 s；沉积得到PANI/MXene异质结复合电极。同时以相同制备方法制备PANI电极，区别在于制备过程中不添加Mxene溶液。图7是制备的MXene、PANI和PANI/MXene的FT-IR图谱；由图7可见，在PANI/MXene曲线中，575 cm-1处的波段归因于MXene中的Ti-O振动。PANI/MXene可以看到PANI和MXene的特征峰，表明苯胺成功聚合。其中，醌环和苯环分别从1595 (PANI)到1592 cm-1和1496 (PANI)到1492 cm-1；C-H弯曲振动从823 (PANI)红移到820 cm-1，这可能是由于PANI的-N-H与MXene的-F形成氢键引起的。
图8是制备的MXene、PANI和PANI/MXene的XRD图谱；由图8可见，在MXene中9.4、28.5、35.8、41.7和60.6处的特征峰分别对应Mxene的(002)、(006)、(008)、(105)和(110)晶面。伴随着(004)晶面的消失，表明MAX刻蚀成功。PANI图谱中19.4和25.2°处有明显的衍射峰，这主要是由PANI链重复单元的周期性产生，可以确定其纳米纤维内部的半晶体结构。PANI/Mxene的XRD图谱同时具有PANI和Mxene的特征峰。
采用CHI760E电化学工作站对制备的PANI/Mxene异质结复合电极进行测试，以PANI电极为对照。以HPC水凝胶作为电解液分别对PANI电极、PANI/Mxene异质结复合电极进行循环伏安(CV)、电化学阻抗(EIS)和恒电流充放电(GCD)测试。扫描电压范围为-0.2-1.0V，扫描速度分别为25，50，75，100 mV/s。 由CV结果表明，复合电极具有与PANI电极相同的氧化还原反应过程，随着扫描速率的不断增加，CV曲线的电流强度和面积都有所增强，说明在充/放电过程中有较强的负离子插/脱插的耐久性。EIS与GCD测试证明复合电极的面积比容量明显高于纯PANI电极电容材料，制备的PANI/Mxene异质结复合电极稳定性增强。
实施例3
（1）刻蚀MAX合成Mxene：首先，将2 g LiF加入20 mL的9 M HCl中，搅拌30 min获得刻蚀液。随后，将2 g Ti3AlC2添加到上述刻蚀液中，在35℃的温度下连续搅拌24 h；产物用去离子水清洗，4000 rpm离心2 min倒出上清液，清洗至pH ~ 6。将得到的沉淀物加入50 mL去离子水中，氩气气氛下，冰水浴中超声剥离1 h，然后以3500 rpm离心60 min，收集暗黑色上清液，得到稳定分散的Mxene悬浮液，真空冷冻干燥后备用。
（2）将洗净基板置于培养皿底部，将步骤（1）中得到的Mxene用HCl分散后将Mxene溶液（0.10 mg/mL）缓慢倒入培养皿中；随后，滴加过量的甲苯至Mxene悬浮液中。由于界面张力梯度作用，Mxene经强烈的静电作用结合，形成均匀的Mxene薄膜；用镊子缓慢取出基板得到Mxene薄膜基板。
（3）配制电沉积液，含H2SO4掺杂剂和苯胺单体，H2SO4与苯胺单体PANI的摩尔浓度比为1:10，以Ag/AgCl为参比电极、铂丝为对电极、Mxene薄膜玻璃基板为工作电极，沉积的电压为1.2 V，沉积的时间为200 s。沉积得到PANI/Mxene异质结复合电极。经验证，该电极稳定性良好，比容量得到提升。
实施例4
本实施例中将制备的异质结复合电极组装为电-热致变色智能窗；组装步骤包括：将尺寸为12.5×45.0 mm的ITO导电玻璃分别用乙醇、超纯水超声清洗20 min，N2烘干；清洗后的ITO导电玻璃用透明胶带粘住固定，两根导线作为正极和负极引出，在接口处留下5 mm空隙，便于电解液的注入和器件的封装。随后，将实施例1制备的PANI/Mxene异质结复合电极贴合在空白ITO导电玻璃上，用环氧树脂封装底部；之后用注射器将凝胶电解质（20 g/mL的HPC，1.0 mol/L的KCl混合凝胶电解液）注入两个电极之间的腔内，直到所有空气被替代；采用环氧树脂封装完毕后固化24 h，得到高效储能电-热致变色一体化智能窗。
实施例5
将尺寸为12.5×45.0 mm的ITO导电玻璃分别用乙醇、超纯水超声清洗10 ~15min，N2烘干备用；清洗后的ITO导电玻璃用透明胶带粘住固定，两根导线作为正极和负极引出，在接口处留下1 mm空隙，便于电解液的注入和器件的封装。随后，将实施例2制备的PANI/Mxene异质结复合电极贴合在空白ITO导电玻璃上，用环氧树脂封装底部。之后用注射器将凝胶电解质（5 g/mL的PNIPAM，2mol/L的NaCl混合凝胶电解液）注入两个电极之间的腔内，直到所有空气被替代。最后，采用环氧树脂封装，待固化6h后得到电-热致变色一体化智能窗，将器件保存备用。
实施例6
将尺寸为12.5×45.0 mm的ITO导电玻璃分别用乙醇、超纯水超声清洗20 min，N2烘干备用。清洗后的ITO导电玻璃用透明胶带粘住固定，两根导线作为正极和负极引出，在接口处留下3 mm空隙，便于电解液的注入和器件的封装。随后，将实施例3制备的PANI/Mxene异质结复合电极贴合在空白ITO导电玻璃上，用环氧树脂封装底部。之后用注射器将凝胶电解质（40 g/mL的PAH，0.2 mol/L的LiCl混合凝胶电解液）注入两个电极之间的腔内，直到所有空气被替代。最后，采用环氧树脂封装，待固化12 h后高效储能电-热致变色一体化智能窗；保存备用。
实施例7
将制备的高效储能电-热致变色一体化智能窗组装到模拟建筑窗口中，以普通商业玻璃作为对照，分别测试太阳能辐照30 min后比色皿中水温的变化情况，分析研究其节能效果。经验证，在太阳光辐照30 min后，商业玻璃对应的比色皿中水温从22.5℃上升到46.9℃，增幅24.4℃。相比之下，智能窗对应的水温从22.5℃上升至32.6 ℃，仅仅增加了10.1℃，升温增幅比商业玻璃低14.3℃，证实，制备的高效储能电-热致变色一体化智能窗相较于商业玻璃具备优良的节能性能。
实施例8
（1）刻蚀MAX合成Mxene：首先，将2 g LiF加入20 mL的9 M HCl中，搅拌30 min获得刻蚀液。随后，将2 g Ti3AlC2添加到上述刻蚀液中，在35℃的温度下连续搅拌24 h；产物用去离子水清洗，4000 rpm离心2 min倒出上清液，清洗至pH ~ 6。将得到的沉淀物加入50 mL去离子水中，氩气气氛下，冰水浴中超声剥离1 h，然后以3500 rpm离心60 min，收集暗黑色上清液，得到稳定分散的Mxene悬浮液，真空冷冻干燥后备用。
（2）将洗净基板置于培养皿底部，将步骤（1）中得到的Mxene用HNO3分散后将Mxene溶液（0.10 mg/mL）缓慢倒入培养皿中；随后，滴加过量的乙醇至Mxene悬浮液中。由于界面张力梯度作用，Mxene经强烈的静电作用结合，形成均匀的Mxene薄膜；用镊子缓慢取出基板得到Mxene薄膜基板。
（3）配制电沉积液，含H2SO4掺杂剂和吡咯单体，H2SO4与吡咯单体PPy的摩尔浓度比为1:1，以Ag/AgCl为参比电极、铂丝为对电极、Mxene薄膜玻璃基板为工作电极，沉积的电压为0.6V，沉积的时间为800 s。沉积得到PPy/Mxene异质结复合电极。经验证，该电极稳定性良好，比容量得到提升。
实施例9
（1）刻蚀MAX合成Mxene：首先，将2 g LiF加入20 mL的9 M HCl中，搅拌30 min获得刻蚀液。随后，将2 g Ti3AlC2添加到上述刻蚀液中，在35℃的温度下连续搅拌24 h；产物用去离子水清洗，4000 rpm离心2 min倒出上清液，清洗至pH ~ 6。将得到的沉淀物加入50 mL去离子水中，氩气气氛下，冰水浴中超声剥离1 h，然后以3500 rpm离心60 min，收集暗黑色上清液，得到稳定分散的Mxene悬浮液，真空冷冻干燥后备用。
（2）将洗净基板置于培养皿底部，将步骤（1）中得到的Mxene用HNO3分散后将Mxene溶液（0.10 mg/mL）缓慢倒入培养皿中；随后，滴加过量的EA至Mxene悬浮液中。由于界面张力梯度作用，Mxene经强烈的静电作用结合，形成均匀的Mxene薄膜；用镊子缓慢取出基板得到Mxene薄膜基板。
（3）配制电沉积液，含HCl掺杂剂和噻吩单体，HCl与噻吩单体PTh的摩尔浓度比为1:3，以Ag/AgCl为参比电极、铂丝为对电极、Mxene薄膜玻璃基板为工作电极，沉积的电压为1.3V，沉积的时间为600 s。沉积得到PTh /Mxene异质结复合电极。经验证，该电极稳定性良好，比容量得到提升。
需要说明的是，上述实施例中以Mxene作为2D 材料仅为示例，GO或MoS2等其他常见2D 材料均可以实现本发明。
上述实例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于CPs/2D材料的异质结复合电极，其特征在于，所以2D材料作为透明导电基底，在其表面电化学沉积含有酸性掺杂剂的高分子导电聚合物；酸性掺杂剂与高分子导电聚合物的摩尔浓度比为1:1~10。
2.一种基于CPs/2D材料的异质结复合电极的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体包括以下步骤：
（1）玻璃基板置于容器底部，将2D材料用酸分散后倒入玻璃基板上，滴入过量的高挥发剂，形成2D薄膜玻璃基板；
（2）配置含有酸性掺杂剂和高分子导电聚合物的电沉积液，酸性掺杂剂和高分子导电聚合物的摩尔浓度比为1:1~10；
（3）以Ag/AgCl为参比电极、铂丝为对电极、步骤（1）制备的2D薄膜玻璃基板为工作电极，在电沉积液中进行电沉积得到CPs/2D材料的异质结复合电极。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述的酸为HCl或HNO3；所述的高挥发剂为乙酸乙酯、乙醇或甲苯。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述的2D 材料为Mxene、GO或MoS2。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述的酸性掺杂剂为HCl或H2SO4；所述的高分子导电聚合物为热致变色聚合物PANI、PPy或PTh。
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述电沉积的电压为0.6~1.3 V，所述沉积的时间为200~800 s。
7.根据权利要求1所述的基于CPs/2D材料异质结复合电极在高效储能电-热致变色一体化智能窗中的应用。
8.一种高效储能电-热致变色一体化智能窗，其特征在于，所述智能窗包括有基底层、电解质层、电致变色层以及透明导电层；所述基底层为ITO导电玻璃；所述电解质层的材料为复合热致变色电解质的盐溶液；所述的复合热致变色电解质为PAH、PNIPAM或 HPC；所述电致变色层的材料为PANI、PPy或PTh；所述透明导电层的材料为Mxene。
9.根据权利要求8所述的一体化智能窗，其特征在于，所述盐为KCl、NaCl或LiCl，所述盐的浓度为0.2~2 mol/L。
10.根据权利要求8所述的一体化智能窗，其特征在于，所述一体化智能窗的组装步骤包括有：ITO导电玻璃清洗烘干后固定，将两根导线作为正极和负极引出，在接口处留有空隙，CPs/2D材料的异质结复合电极贴合在空白的ITO导电玻璃上，用环氧树脂封装底部；将凝胶电解质注入两个电极之间的腔内，替代腔内空气后用环氧树脂封装，固化6~24 h得到电-热致变色一体化智能窗。
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