盘状多酸P 5 W 30 /阳离子聚电解质/氧化石墨烯杂化多层膜的电致变色性能

发布时间：2021-02-01 21:01

　　为了提高薄膜[PEI/P₅W₃₀]₃₀的电致变色性能,将具有大的二维尺寸和良好导电性的氧化石墨烯引入该薄膜中。通过层层自组装（LBL）技术构筑了基于盘状多酸K12.5Nal.5[Na P₅W₃₀O₁₁₀]·15H₂O(P₅W₃₀)、氧化石墨烯（GO）的复合薄膜[PEI/P₅W₃₀/PEI/GO]₃₀（PEI:聚乙烯亚胺）,并利用UV-Vis光谱对薄膜的组成及增长进行监测;通过原子力显微镜对薄膜的表面形貌进行考察,利用循环伏安法对薄膜电化学氧化还原性质进行研究;薄膜在外加氧化还原电位下呈现出无色/蓝色的可逆变化,电致变色响应时间在10 s以内;此外,薄膜在阶跃电位0.75 V/-0.75 V下循环150次,电致变色性能没有明显减弱,体现了薄膜良好的电致变色可逆性。氧化石墨烯的引入使薄膜[PEI/P₅W

【文章来源】：应用化学. 2017,34(02)北大核心

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

LBL薄膜的组装过程(A)和分子结构(B)示意图

es(B)2结果与讨论2．1薄膜的紫外可见光谱监测利用UV-Vis光谱对薄膜［PEI/P5W30/PEI/GO］8的组成及增长进行监测。P5W30溶液在紫外区202、281nm处出现了2个O→W的电荷转移吸收带(LMCT);GO溶液在230、300nm处出现2个GO的特征吸收峰(见图2A)。薄膜［PEI/P5W30/PEI/GO］n(n=1～8)出现了与P5W30和GO溶液类似的吸收峰，表明P5W30、GO的结构在薄膜中得到很好的保持;同时薄膜在202、230和300nm处的吸光度随着层数的增加线性增大，体现了薄膜组装过程的均匀性［31］(见图2B)。图2PEI、P5W30、GO溶液(A)和薄膜［PEI/P5W30/PEI/GO］8(B)的UV-Vis光谱Fig．2UV-VisspectraofPEI，P5W30，GOsolution(A)and［PEI/P5W30/PEI/GO］8multilayers，theinsetshowstheabsorbanceat202，230and300nmasafunctionofnumberoflayers(B)2．2薄膜的电化学性质利用循环伏安法对薄膜的电化学氧化还原性质进行考察。图3A为P5W30溶液在不同扫描速度下的235第2期王斌等:盘状多酸P5W30/阳离子聚电解质/氧化石墨烯杂化多层膜的电致变色性能

ⅲ?.30、－0.42和－0.58V处出现4对可逆的氧化还原峰，归属于W6+/W5+可逆的氧化还原过程;同时氧化还原峰电流与扫描速度的平方根成正比(见插图)，表明多酸在溶液中的电化学行为属于扩散控制过程。图3B为薄膜［PEI/P5W30/PEI/GO］30在不同扫描速度下的CV曲线，随着扫描速度的增加，薄膜中4对可逆的氧化还原峰合并成2对宽峰，这是由于薄膜中电子传输受阻所致;同时氧化还原峰电流与扫描速度成正比(见插图)，表明薄膜中的电化学行为属于表面控制过程，可以发生快速的电化学氧化还原、电致变色现象［37］。图3ITO电极在P5W30溶液、扫速为100、150、200、250、300mV/s(A)和薄膜［PEI/P5W30/PEI/GO］30在扫速为25、50、100、150和200mV/s(B)的CV曲线，插图为氧化还原峰电流对扫描速度作图Fig．3CVsofITOelectrodeinP5W30solutionwithdifferentscanrate100，150，200，250，300mV/s(A)and［PEI/P5W30/PEI/GO］30filmwithdifferentscanrate25，50，100，150，200mV/s(B)in0.5mol/LH2SO4/Na2SO4buffersolution(pH=2.5)，theinsetsshowtherelationshipofthescanratesversustheredoxpeakcurrents图4GO(A)、［PEI/P5W30］1(B)、［PEI/P5W30/PEI/GO］2(PEI/P5W30)(C)和［PEI/P5W30/PEI/GO］3(D)在ITO基底上的AFM图Fig．4AFMimagesofGO(A)and［PEI/P5W30］1(B)，［PEI/P5W30/PEI/GO］2(PEI/P5W30)(C)and［PEI/P5W30/PEI/GO］3(D)onITOsubstrates2．3薄膜的形貌特征利用原子力显微镜(AFM)对不同层结构薄膜在ITO基底上的表面形貌进行考察。图4A为GO的236应用化学第34卷


本文编号：3013430