Au/PANI薄膜的制备及双波段电致变色性能研究

发布时间：2021-02-03 16:56

　　由于能源资源紧缺,电致变色智能窗这类建筑节能材料成为研究人员关注的焦点。电致变色材料是指在外加电压下,光学性能如透过率、吸收率、反射率、颜色等发生变化的材料。传统电致变色材料仅考虑对可见光波段的遮、透光,颜色变化,响应时间以及循环次数等性能的研究。新型智能窗为更充分的利用太阳光的能量要求材料在可见-近红外双波段光学性能可调,实现对太阳光光和热的独立调控,从而适用于我国不同地理区域,满足节能需求。聚苯胺是常见的电致变色材料,经质子酸掺杂后的聚苯胺具有颜色变化丰富、响应时间快等优点。但聚苯胺禁带宽度较宽,限制了其在近红外波段光学性能的变化。本文将金纳米粒子与聚苯胺复合,拓宽了聚苯胺电致变色过程中禁带宽度的变化范围,成功制备了可独立调控可见-近红外光谱性能的Au/PANI复合材料。首先,采用电沉积方法制备不同沉积条件的聚苯胺薄膜。研究发现,聚合时间为500s,聚合电流为0.2mA的聚苯胺对可见-近红外透过率调控范围最大,当施加不同电压使薄膜处于不同氧化还原状态时,其在540nm及1500nm处的透过率变化范围为39%及31.1%。其次,采用溶液法合成金纳米粒子,并通过滴涂法将其与聚苯胺进行复... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

太阳辐射分布

能窗的理想光学模式调控：(a) 全太阳光波段透过；(b) 近红外波段(c)可见波段不透过；(d) 全太阳光波段不透过跃迁理论[10, 11]认为电致变色过程是由电子能级跃迁决定的，是否具有吸收与导带、价带间的带隙有关。这种新型智能窗波段及近红外波段透过率的独立调控，是因为这种智能窗大不同的材料具有不同的带隙宽度，因此选择带隙在1.55-2.7e吸收的电致变色材料和带隙在0.5-1.55eV之间对近红外波段色材料复合，即可实现对可见及近红外波段的独立调控，从模式之间进行转换。胺是一种常见的有机电致变色材料，由于其具有色彩丰富、点，常被应用在智能窗、汽车后视镜、电致变色显示器、传储器等多个领域[12]。其制备方法简单，可以通过化学法或电在引发剂或电势的作用下聚合得到。当在酸性溶液中对聚苯还原电位时，聚苯胺的分子结构会发生由苯环向醌环的可逆薄膜会呈现出浅黄色、绿色、蓝色等颜色。虽然聚苯胺薄膜

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文对该材料施加+2.3V 电压时，薄膜在可见光波段透过率为 73%，近红外波段透过率为 36%，太阳光总透过率为 54%，此时薄膜在可见波段的透过率较高，近红外波段透过率较低，光可透过，但能量有 46%被损失，为“Cool”模式。对该材料施加+1.5V 电压时，薄膜在可见光波段透过率为 22%，近红外波段透过率为 7%，太阳光总透过率为 14%，此时薄膜在可见及近红外波段透过率均较低，为“Dark”模式。该复合材料实现了“Dark”、“Cool”、“Bright”三种光学模式的可逆转换，其循环次数至少可达 2000 次。

【参考文献】：
期刊论文
[1]电致变色机理的研究现状与发展[J]. 牛微,毕孝国,孙旭东.  材料导报. 2011(03)

博士论文
[1]二氧化铈光催化剂的合成改性及其机理研究[D]. 袁赛赛.扬州大学 2018
[2]基于聚苯胺的兼容型红外电致变色器件研究[D]. 李华.国防科学技术大学 2013
[3]光波在金属基薄膜中的传输特性及应用研究[D]. 周薇溪.复旦大学 2011

硕士论文
[1]可见波段太阳光谱仪的光谱与辐射定标研究[D]. 孙德贝.中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所) 2018
[2]用于电致变发射率器件工作电极的聚苯胺薄膜修饰电极的制备及性能研究[D]. 信聪.国防科学技术大学 2007



本文编号：3016850