二氧化钛电致变色薄膜的改性制备及其电致变色性能研究

发布时间：2018-03-08 04:18

  本文选题：TiO_2薄膜　切入点：掺杂　出处：《安徽理工大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：电致变色(EC)被定义为通过电化学氧化或还原引起稳定色彩的可逆变化的现象。电致变色材料是指具有电致变色性能的材料,可以分为无机电致变色材料和有机电致变色材料。电致变色器件一般是由五部分组成:透明导电层/电致变色层/离子导体层/对电极/透明导电层。电致变色器件的功能主要表现为透射可调、反射可调、信息显示,对应的用途大致可以分为智能窗、汽车防眩后视镜、电致变色显示器等。本课题以钛酸四丁酯和水为原料、乙醇为溶剂、醋酸和硝酸为螯合剂,利用溶胶-凝胶法在ITO玻璃衬底上成功制备了具有电致变色性能的TiO_2薄膜以及一系列La、Nd、Bi掺杂TiO_2薄膜。采用TG-DTA、XRD、XPS、电化学工作站、紫外-可见分光光度计等手段研究TiO_2粉末和薄膜的结构、组成、电化学性能以及光学特性。结果表明:TiO_2干凝胶分别进行400℃、500℃、600℃的焙烧温度处理均形成锐钛矿相TiO_2,且温度越高对应其晶体发育越完全;La、Nd、Bi掺杂TiO_2,由于金属离子进入TiO_2晶格中,使得Ti02八面体的键角和键长发生较大畸变,增加了 TiO_2八面体排列的无序性,造成晶体非晶相程度提高。钛酸四丁酯的体积分数为12%时,对应其薄膜的电致变色性能最为优异,体积分数高于或者低于12%时,薄膜的电化学性能均有所降低。镀膜层数对循环伏安曲线的峰形以及峰位置仅有略微影响。当热处理温度为400℃和500℃时,TiO_2薄膜具有优异的电化学性能,但400℃热处理的薄膜与ITO玻璃表面黏着力较差。La、Nd、Bi单独掺杂TiO_2薄膜具有电致变色性能,其中8%La、18%Nd、6%Bi掺杂TiO_2薄膜的电致变色性能较优异,且三种掺杂的电致变色效果比较为:BiLaNd。La、Nd、Bi联合掺杂合成的TiO_2依然是非晶相程度很高的锐钛矿,且当La:Nd:Bi=4:10:2时掺杂TiO_2非晶相程度最高,对应其薄膜的循环伏安特性最好。未掺杂,La、Nd、Bi单独掺杂对TiO_2薄膜的电流响应时间影响不大。
[Abstract]:Electrochromic (ECC) is defined as a reversible change in color caused by electrochemical redox or reduction. An electrochromic material is a material with electrochromic properties. Electrochromic devices generally consist of five parts: transparent conductive layer / electrochromic layer / ionic conductor layer / pair electrode / transparent conductive layer. The functions of the device are mainly transmissible and adjustable. The corresponding applications can be divided into smart windows, automotive rearview mirrors, electrochromic displays, etc. In this paper, tetrabutyl titanate and water are used as raw materials, ethanol as solvent, acetic acid and nitric acid as chelating agents, etc. TiO_2 thin films with electrochromic properties and a series of LaNd#en0# Bi doped TiO_2 thin films were successfully prepared on ITO glass substrates by sol-gel method. Study on the structure and composition of TiO_2 Powder and thin Films by UV-Vis Spectrophotometer, Electrochemical properties and optical properties. The results show that the anatase phase TiO2 is formed at 400 鈩，

本文编号：1582374