五氧化二钒薄膜的改性及其光电化学性能研究

发布时间：2017-05-19 19:12

  本文关键词：五氧化二钒薄膜的改性及其光电化学性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：电致变色材料可随电位的变化改变颜色,因能用于制作大面积显示器、高效节能玻璃等领域而广受关注。过渡金属氧化物五氧化二钒,具备高效的显色效率和多重的颜色变换,被认为最有希望制备优良的电致变色器件。而变色反应速率的缓慢制约了它们的推广与应用。优化工艺以及对主体材料的插层与改性被认为是目前最有效的改善变色反应速率的方法。本文将从以下方面进行研究:(1)V_2O_5薄膜电化学沉积工艺的研究:本文首先对V_2O_5薄膜的制作工艺进行了探究,分别改变电沉积的时间以及溶胶的浓度,发现薄膜的厚度与薄膜的透光率相关。当溶胶浓度为0.05mol/L,沉积时间为100s时V_2O_5薄膜厚度为约400nm,薄膜的光调制区间最宽,最适合用于制备电致变色器件。(2)石墨烯插层V_2O_5及其电致变色器件:采用氧化还原法制备的石墨烯,与V_2O_5溶胶混合后使用电沉积法制备了石墨烯/V_2O_5复合薄膜。对复合薄膜进行了X射线衍射测试,结果显示石墨烯进入V_2O_5层间,撑开层间距。用循环伏安曲线、计时电流曲线电化学性能进行表征,表明石墨烯的加入提高了薄膜的循环稳定性与变色响应速率。相比于V_2O_5薄膜,复合薄膜的电致变色性能有显著性提升。并组装电致变色器件,器件在不同电压下呈现出多彩的颜色变化,且具有良好的循环稳定性。(3)太阳能敏化染料改性V_2O_5及其光电致变色器件:以V_2O_5为主体材料,以太阳能敏化染料和聚环氧乙烷为客体材料,采用两步的方法将其插入层状氧化物V_2O_5层间制备了复合光电致变色薄膜,并以此制作了一种改良结构的光电致变色器件,器件在光照条件下颜色变深,透光率降低。为高效的光电致变色器件提供实验基础。
【关键词】：电致变色 光电致变色 五氧化二钒 石墨烯 插层 电沉积
【学位授予单位】：武汉纺织大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ135.11;TB383.2
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-20
• 1.1 电致变色器件9-11
• 1.1.1 电致变色器件的发展与应用9
• 1.1.2 电致变色材料的种类9-10
• 1.1.3 电致变色器件的结构与工作原理10-11
• 1.2 光电致变色器件11-15
• 1.2.1 光电致变色器件的发展历程11-12
• 1.2.2 太阳能敏化染料与染料敏化太阳能电池12-13
• 1.2.3 光电致变色器件的结构与工作原理13-15
• 1.3 电致变色薄膜的制备方法15-16
• 1.3.1 溅射法15
• 1.3.2 真空蒸发镀膜法15-16
• 1.3.3 溶胶 凝胶法16
• 1.3.4. 电化学沉积法16
• 1.4 本文的研究目的与研究内容16-20
• 1.4.1 研究背景16-17
• 1.4.2 研究体系的提出17-19
• 1.4.3 本文的研究内容19-20
• 2 制备工艺与表征方法20-26
• 2.1 V_2O_5薄膜的制备20-22
• 2.1.1 V_2O_5溶胶的制备20
• 2.1.2 V_2O_5薄膜的制备20-22
• 2.2 石墨烯/V_2O_5复合薄膜的制备22-24
• 2.2.1 石墨烯/V_2O_5复合溶胶的制备22-23
• 2.2.2 RGO/V_2O_5复合凝胶薄膜的制备23-24
• 2.3 D908/PEO V_2O_5复合薄膜的制备24
• 2.4 表征与性能测试24-26
• 3 V_2O_5薄膜制备的工艺探究26-33
• 3.1 电沉积时间对薄膜的影响26-29
• 3.2 溶胶浓度对薄膜的影响29-32
• 3.3 本章小结32-33
• 4 石墨烯改性V_2O_5薄膜的结构、性能及其电致变色器件33-50
• 4.1 RGO/V_2O_5复合薄膜的结构与性能研究33-45
• 4.1.1 结构分析33-36
• 4.1.2 性能分析36-45
• 4.2 电致变色器件45-48
• 4.2.1 RGO/V_2O_5电致变色器件的组装45-46
• 4.2.2 RGO/V_2O_5电致变色器件的性能测试46-48
• 4.3 本章小结48-50
• 5 光敏染料改性V_2O_5薄膜的结构、性能及其光电致变色器件50-60
• 5.1 D908/PEO V_2O_5复合薄膜51-56
• 5.1.1 结构分析51-56
• 5.2 光电致变色器件的组装与性能测试56-58
• 5.2.1 D908/PEO V_2O_5光电致变色器件的组装56-57
• 5.2.2 D908/PEO V_2O_5光电致变色器件的性能测试57-58
• 5.3 本章小结58-60
• 6 结论60-61
• 参考文献61-64
• 附录64-65
• 致谢65

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