多酸及其衍生的电致变色复合薄膜的制备及其性能

发布时间：2020-05-29 10:38

【摘要】：多金属氧酸盐(POMs)也称金属氧簇化合物。它们的许多特性基于它们的分子尺寸、形状、电荷密度和可逆氧化还原电位,以及它们的结构多样性。多金属氧酸盐具有多样的结构和良好的电化学可逆性,在电致变色领域上有着广阔的应用前景。本文主要选用了同多酸[W_(10)O_(32)]~(6-)作为前驱体制备了以TiO_2为基底的复合薄膜并利用杂多酸[P_2W_(17)O_(62)]~(11-)作为前驱体制备了WO_3-TiO_2电致变色复合膜。通过X-射线粉末衍射、紫外可见光分析、红外分析、扫描电镜、原子力显微镜测试等对它们的结构进行了表征,并研究了其电化学性能。本文共分为四个部分:第一章前言主要介绍了电致变色材料及其主要的制备方法,简述了多酸及其研究进展,并说明了本论文的选题意义。第二章主要介绍了用同多酸[W_(10)O_(32)]~(6-)利用电沉积法制备了多孔的W_(10)O_(32)-TiO_2电致变色复合薄膜,讨论了其作为电致变色材料的优点,并对复合膜的电致变色性能进行了系统的研究。在550 nm的波长下,当施加的电位是-0.8 V时透过率从98.0%下降到50.8%。并且在变色的过程中可以观察到其具有良好的可逆性和重现性。复合膜的多孔结构不仅为W_(10)O_(32)聚阴离子提供了一个大的比表面积,而且还有利于H~+的快速扩散,这导致了其成为高性能的电致变色薄膜。第三章主要介绍了选用Dawson型杂多酸[P_2W_(17)O_(61)]~(10-)作前驱体,采用电沉积法制备了P_2W_(17)-TiO_2复合电致变色薄膜。并对其进行了不同温度的烧结,进一步制备了WO_3-TiO_2复合电致变色薄膜。并对其性能进行了系统的研究。通过XRD,扫描电镜(SEM)等表征手段,成功的证明了薄膜的主要成分为WO_3-TiO_2。结果表明复合物1,2在H~+水溶液中表现出了良好的电化学性能和光学调制。在542 nm波长下,所施加的电压为-1.2 V时复合物1的最大光学对比度为72%。第四章为总结部分,主要对第二章和第三章介绍的两种复合薄膜W_(10)O_(32)-TiO_2,WO_3-TiO_2的性质进行了总结。
【图文】：

氧化态

不同氧化态时紫罗精的合物（如聚苯胺，聚于其掺杂过程，掺杂伴随着电子得失。因杂的过程中引发了分子能级、电子的不同电压来决定掺杂程度色的变化，就发生方法方法有：电沉积法[1angmuir-Blodgett(LB)层自组装法是相对最

层层自组装,静电相互作用

告之后的一段时间，LBL 薄膜第一次被 Decher 课题组[40-43]发现并发展了之后，发表了大量使用各种技术制备的 LBL 薄膜的报告。作为该技术的LBL 组装主要通过静电相互作用进行，如图 1-2 所示[30]。溶液中相对高浓质会导致对物质的过量吸附，电荷中和和再饱和会导致电荷反转，这是等人[44]通过直接的表面力测量来证明的。表面电荷的交替会导致正负带之间的连续装配，在层数和分层序列的数量上提供了极大的自由层层自组突出的优点之一是它的简单性和低成本，即烧杯和镊子是唯一需要的设备材料的可变性是这种方法最显著的优点之一，传统的聚电解质除外[45-4适用的原料已由最初的经典聚电解质扩展到 dendrimer 聚电解质、聚合物机带电纳米粒子如 MMT、CNT、胶体等。LBL 适用介质由水扩展到有机及离子液体。LBL 的驱动力由静电力扩展到氢键，卤原子，配位键，甚键。LBL 也在其他许多方面得到了应用。如，传感器，分离膜，超疏水在国际方面，Rubner M. F, Hammond P. T, Frank Caruso, Mohwald H, N. ASchlenoff 等都是这方面的顶级专家。国内 LBL 研究方面，清华大学张希创并系统研究了氢键驱动的 LBL，为该领域做出了重要贡献。
【学位授予单位】：辽宁大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TB383.2

【参考文献】