碳量子点复合材料的制备及其电致变色性能研究
发布时间：2021-02-06 06:55
电致变色是指电活性材料在一定的电场作用下,颜色会发生可逆的、持久的变化的现象。影响电致变色器件性能的主要因素是电致变色电极材料,因此寻找高对比度、短的响应时间、高的循环稳定性的电致变色材料成为现在电致变色器件研究的重点之一。本课题的目标是设计并制备复合型电致变色材料,并开展研究工作,期望利用碳量子点的特殊性能来进一步提高有机及无机电致变色材料的性能,获得具有良好的电化学性能以及电致变色性能的复合材料。本文利用碳量子点良好的水溶性、分散性,将其引入到电致变色的体系中,通过原位复合及共价键连接法,得到碳量子点掺杂的电致变色复合材料,复合后,分子间界面相互作用加强材料的电致变色性能。经水热制备得到的碳量子点与聚苯胺进行原位聚合、与普鲁士蓝进行水热复合制备出了高对比度、快速响应的复合材料薄膜,并组装了电致变色器件,通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X-射线衍射、X射线光电子能谱、拉曼光谱、傅里叶变换红外光谱等手段对材料的结构和形貌进行了表征,并测试了复合材料的电化学性能以及电致变色性能。最终结果如下:（1）首先,选用“自下而上”的方法制备碳量子点,通过改变不同的氨基、羧基比例以及反应的时间,...
【文章来源】：西安科技大学陕西省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
电致变色器件结构示意图
西安科技大学全日制工程硕士学位论文4图1.2(a)深圳腾讯滨海大厦；(b)波音787客机眩窗图Fig.1.2(a)ShenzhenTencentBinhaiBuilding;(b)GlarewindowofBoeing787passengeraircraft（2）汽车防眩后视镜电致变色汽车防眩后视镜可以通过感应外界光照强度来调节反射光的强度达到防止眩晕的目的。当外界的光照强度发生改变时，光传感器感应外界的光强度并施加不同电压调控后视镜的反射光。如图1.3a是一款防眩后视镜的结构示意图，其器件结构包括：控制面板/带有电致变色材料的镜片/电路板/光感原件/后盖/支架，图1.3b为后视镜防眩功能使用前后的效果展示图。图1.3(a)防眩后视镜结构示意图；(b)后视镜使用前后效果图Fig.1.3(a)Schematicdiagramofanti-glarerear-viewmirrorstructure;(b)Front-viewmirroreffect（3）电致变色纸当外加电场存在时，电解质层的离子或电子被注入到电致变色层，当断开电路后，离子或电子没有迅速被提取出来，使材料处于着色的状态，这种现象被称作电致变色装置的记忆效应，利用这种记忆效应制作了电子纸，其主要作用是储存和读取信息。由于可记忆存储，人们在断电的时候也可以浏览纸上的信息，这比目前的电子阅读器更符合节能环保的要求。如图1.4a，2010年，阿尔卑斯电气公司在日本东京国际展览会上展示了一款可以电致变色的电子纸，将蓝色的文字和图像显示在白色的背景上，纸上显示的内容即使关闭电源也不会消失[14]。图1.4b为理光公司开发的一款“全彩背光电子纸”，采用多层电致变色材料组装，可以把红、黄、蓝三种颜色均变成透明的状态。
西安科技大学全日制工程硕士学位论文4图1.2(a)深圳腾讯滨海大厦；(b)波音787客机眩窗图Fig.1.2(a)ShenzhenTencentBinhaiBuilding;(b)GlarewindowofBoeing787passengeraircraft（2）汽车防眩后视镜电致变色汽车防眩后视镜可以通过感应外界光照强度来调节反射光的强度达到防止眩晕的目的。当外界的光照强度发生改变时，光传感器感应外界的光强度并施加不同电压调控后视镜的反射光。如图1.3a是一款防眩后视镜的结构示意图，其器件结构包括：控制面板/带有电致变色材料的镜片/电路板/光感原件/后盖/支架，图1.3b为后视镜防眩功能使用前后的效果展示图。图1.3(a)防眩后视镜结构示意图；(b)后视镜使用前后效果图Fig.1.3(a)Schematicdiagramofanti-glarerear-viewmirrorstructure;(b)Front-viewmirroreffect（3）电致变色纸当外加电场存在时，电解质层的离子或电子被注入到电致变色层，当断开电路后，离子或电子没有迅速被提取出来，使材料处于着色的状态，这种现象被称作电致变色装置的记忆效应，利用这种记忆效应制作了电子纸，其主要作用是储存和读取信息。由于可记忆存储，人们在断电的时候也可以浏览纸上的信息，这比目前的电子阅读器更符合节能环保的要求。如图1.4a，2010年，阿尔卑斯电气公司在日本东京国际展览会上展示了一款可以电致变色的电子纸，将蓝色的文字和图像显示在白色的背景上，纸上显示的内容即使关闭电源也不会消失[14]。图1.4b为理光公司开发的一款“全彩背光电子纸”，采用多层电致变色材料组装，可以把红、黄、蓝三种颜色均变成透明的状态。
【参考文献】：
期刊论文
[1]智能玻璃与高安全功能玻璃国产化道路任重道远[J]. 建材发展导向. 2016(24)
[2]荧光碳点的制备和性质及其应用研究进展[J]. 车望远,刘长军,杨焜,李钒,杨伟文,田丰. 复合材料学报. 2016(03)
[3]电致变色材料研究及发展现状[J]. 苑晓,贺泽民,张兰英,杨槐. 新材料产业. 2014(05)
[4]电致变色材料、器件及应用研究进展[J]. 董子尧,李昕. 材料导报. 2012(13)
[5]电致变色材料的研究进展及发展前景[J]. 徐娜,沈晓冬,崔升. 稀有金属. 2010(04)
[6]导电聚苯胺的合成、结构、性能和应用[J]. 景遐斌,王利祥,王献红,耿延候,王佛松. 高分子学报. 2005(05)
[7]平板玻璃深加工的发展趋势[J]. 曾利群,李坦平. 新材料产业. 2004(04)
[8]纳米材料的基本特性及发展和应用概况[J]. 李玉金,王九思,田玲. 甘肃教育学院学报(自然科学版). 2003(03)
博士论文
[1]基于NiO和WO3的电致变色薄膜和器件的制备及探索[D]. 周鋆玲.中国科学技术大学 2016
[2]金属氧化物基电致变色薄膜的制备及性能改善[D]. 蔡国发.浙江大学 2014
硕士论文
[1]基于界面共价键联接的聚苯胺/碳纳米复合电致变色材料制备研究[D]. 孔真真.西安科技大学 2017
[2]聚苯胺—石墨烯导电复合材料的制备及其性能的表征[D]. 孟君.青岛科技大学 2016
[3]聚苯胺/碳纳米杂化电致变色材料的制备与性能研究[D]. 石玉静.西安科技大学 2015
本文编号：3020348
【文章来源】：西安科技大学陕西省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
电致变色器件结构示意图
西安科技大学全日制工程硕士学位论文4图1.2(a)深圳腾讯滨海大厦；(b)波音787客机眩窗图Fig.1.2(a)ShenzhenTencentBinhaiBuilding;(b)GlarewindowofBoeing787passengeraircraft（2）汽车防眩后视镜电致变色汽车防眩后视镜可以通过感应外界光照强度来调节反射光的强度达到防止眩晕的目的。当外界的光照强度发生改变时，光传感器感应外界的光强度并施加不同电压调控后视镜的反射光。如图1.3a是一款防眩后视镜的结构示意图，其器件结构包括：控制面板/带有电致变色材料的镜片/电路板/光感原件/后盖/支架，图1.3b为后视镜防眩功能使用前后的效果展示图。图1.3(a)防眩后视镜结构示意图；(b)后视镜使用前后效果图Fig.1.3(a)Schematicdiagramofanti-glarerear-viewmirrorstructure;(b)Front-viewmirroreffect（3）电致变色纸当外加电场存在时，电解质层的离子或电子被注入到电致变色层，当断开电路后，离子或电子没有迅速被提取出来，使材料处于着色的状态，这种现象被称作电致变色装置的记忆效应，利用这种记忆效应制作了电子纸，其主要作用是储存和读取信息。由于可记忆存储，人们在断电的时候也可以浏览纸上的信息，这比目前的电子阅读器更符合节能环保的要求。如图1.4a，2010年，阿尔卑斯电气公司在日本东京国际展览会上展示了一款可以电致变色的电子纸，将蓝色的文字和图像显示在白色的背景上，纸上显示的内容即使关闭电源也不会消失[14]。图1.4b为理光公司开发的一款“全彩背光电子纸”，采用多层电致变色材料组装，可以把红、黄、蓝三种颜色均变成透明的状态。
西安科技大学全日制工程硕士学位论文4图1.2(a)深圳腾讯滨海大厦；(b)波音787客机眩窗图Fig.1.2(a)ShenzhenTencentBinhaiBuilding;(b)GlarewindowofBoeing787passengeraircraft（2）汽车防眩后视镜电致变色汽车防眩后视镜可以通过感应外界光照强度来调节反射光的强度达到防止眩晕的目的。当外界的光照强度发生改变时，光传感器感应外界的光强度并施加不同电压调控后视镜的反射光。如图1.3a是一款防眩后视镜的结构示意图，其器件结构包括：控制面板/带有电致变色材料的镜片/电路板/光感原件/后盖/支架，图1.3b为后视镜防眩功能使用前后的效果展示图。图1.3(a)防眩后视镜结构示意图；(b)后视镜使用前后效果图Fig.1.3(a)Schematicdiagramofanti-glarerear-viewmirrorstructure;(b)Front-viewmirroreffect（3）电致变色纸当外加电场存在时，电解质层的离子或电子被注入到电致变色层，当断开电路后，离子或电子没有迅速被提取出来，使材料处于着色的状态，这种现象被称作电致变色装置的记忆效应，利用这种记忆效应制作了电子纸，其主要作用是储存和读取信息。由于可记忆存储，人们在断电的时候也可以浏览纸上的信息，这比目前的电子阅读器更符合节能环保的要求。如图1.4a，2010年，阿尔卑斯电气公司在日本东京国际展览会上展示了一款可以电致变色的电子纸，将蓝色的文字和图像显示在白色的背景上，纸上显示的内容即使关闭电源也不会消失[14]。图1.4b为理光公司开发的一款“全彩背光电子纸”，采用多层电致变色材料组装，可以把红、黄、蓝三种颜色均变成透明的状态。
【参考文献】：
期刊论文
[1]智能玻璃与高安全功能玻璃国产化道路任重道远[J]. 建材发展导向. 2016(24)
[2]荧光碳点的制备和性质及其应用研究进展[J]. 车望远,刘长军,杨焜,李钒,杨伟文,田丰. 复合材料学报. 2016(03)
[3]电致变色材料研究及发展现状[J]. 苑晓,贺泽民,张兰英,杨槐. 新材料产业. 2014(05)
[4]电致变色材料、器件及应用研究进展[J]. 董子尧,李昕. 材料导报. 2012(13)
[5]电致变色材料的研究进展及发展前景[J]. 徐娜,沈晓冬,崔升. 稀有金属. 2010(04)
[6]导电聚苯胺的合成、结构、性能和应用[J]. 景遐斌,王利祥,王献红,耿延候,王佛松. 高分子学报. 2005(05)
[7]平板玻璃深加工的发展趋势[J]. 曾利群,李坦平. 新材料产业. 2004(04)
[8]纳米材料的基本特性及发展和应用概况[J]. 李玉金,王九思,田玲. 甘肃教育学院学报(自然科学版). 2003(03)
博士论文
[1]基于NiO和WO3的电致变色薄膜和器件的制备及探索[D]. 周鋆玲.中国科学技术大学 2016
[2]金属氧化物基电致变色薄膜的制备及性能改善[D]. 蔡国发.浙江大学 2014
硕士论文
[1]基于界面共价键联接的聚苯胺/碳纳米复合电致变色材料制备研究[D]. 孔真真.西安科技大学 2017
[2]聚苯胺—石墨烯导电复合材料的制备及其性能的表征[D]. 孟君.青岛科技大学 2016
[3]聚苯胺/碳纳米杂化电致变色材料的制备与性能研究[D]. 石玉静.西安科技大学 2015
本文编号：3020348
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